CN116194248A - 加工系统以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的加工系统包括:加工装置,能够对物体进行加工;测量装置,能够测量物体的三维形状;以及控制装置,控制加工装置,控制装置基于物体的第二区域的三维形状信息来控制加工装置,所述物体的第二区域的三维形状信息是基于通过使用测量装置来测量物体的第一区域而获得的测量结果与表示物体的三维模型的模型信息而求出,第二区域的三维形状信息是不进行测量装置对第二区域的三维形状的测量而求出,第二区域的至少一部分是由加工装置基于第二区域的三维形状信息进行加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种可对物体进行加工的加工系统以及加工系统中所用的显示装置的技术领域。
背景技术
作为可对物体进行加工的加工系统,专利文献1中记载了一种对物体的表面照射加工光而形成结构的加工装置。此种加工装置中,要求适当地加工物体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2000/054925号说明书
发明内容
根据第一形态,提供一种加工系统,包括:加工装置,能够对物体进行加工;测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的三维形状;以及控制装置,控制所述加工装置,所述控制装置基于所述物体的表面的第二区域的三维形状信息来控制所述加工装置,所述物体的表面的第二区域的三维形状信息是基于通过使用所述测量装置来测量所述物体的表面的第一区域而获得的测量结果与表示所述物体的至少一部分的三维模型的模型信息而求出,所述第二区域的所述三维形状信息是不进行所述测量装置对所述第二区域的三维形状的测量而求出,所述第二区域的至少一部分是由所述加工装置基于所述第二区域的所述三维形状信息进行加工。
根据第二形态,提供一种加工系统,包括:加工装置,能够对物体进行加工;测量装置,能够测量物体的三维形状;以及显示装置,显示与所述物体相关的信息,所述显示装置在所述加工装置对所述物体进行了加工后,显示:物体信息,表示进行了所述加工的物体的形状;第一加工区域信息,表示基于所述测量装置得出的测量结果进行了加工的第一加工区域;以及第二加工区域信息,表示基于表示所述物体的至少一部分的三维模型的模型信息进行了加工的第二加工区域。
根据第三形态,提供一种加工系统,包括:加工装置,能够对物体进行加工;测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及控制装置,控制所述加工装置,所述控制装置基于通过使用所述测量装置来测量所述物体的表面的第一区域而获得的测量结果与表示所述物体的表面的第二区域的形状的模型信息来控制所述加工装置。
根据第四形态,提供一种加工系统,包括:加工装置,能够对物体进行加工;测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及显示装置,显示与所述物体相关的信息,所述显示装置显示表示所述物体的形状的物体信息、与使用所述测量装置得出的测量结果进行了加工的第一加工区域相关的第一加工区域信息、以及与使用表示所述物体的模型的模型信息中的至少一部分进行了加工的第二加工区域相关的第二加工区域信息。
根据第五形态,提供一种加工系统,包括:加工装置,能够对物体进行加工;测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及显示装置,显示与所述物体相关的信息,所述显示装置基于所述测量装置的结果与表示所述物体的模型的模型信息来显示与所述物体相关的信息。
根据第六形态,提供一种加工系统,包括:加工装置,能够对物体进行加工;测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及控制装置,控制所述加工装置,所述测量装置基于通过测量所述物体的表面的第一区域而获得的测量结果、与表示所述物体的表面的第二区域的形状的模型信息,来测量所述物体的表面的第二区域,所述控制装置至少基于所述第二区域的测量结果来控制所述加工装置。
根据第七形态,提供一种加工系统,包括:加工装置,能够对物体进行加工;第一测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;第二测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及控制装置,控制所述加工装置,所述第二测量装置基于通过借助所述第一测量装置来测量所述物体的表面的第一区域而获得的第一测量结果、与表示所述物体的表面的第二区域的形状的模型信息,来测量所述物体的表面的第二区域,所述控制装置至少基于所述第二区域的测量结果来控制所述加工装置。
根据第八形态,提供一种显示装置,能够显示与通过加工系统来加工的物体相关的信息,所述加工系统包括:加工装置,能够对所述物体进行加工;测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及控制装置,基于使用所述测量装置来测量所述物体的表面的第一区域而获得的测量结果、及表示所述物体的表面的第二区域的形状的模型信息来控制所述加工装置,其中,所述显示装置显示表示所述物体的形状的物体信息、与所述第一区域相关的第一区域信息、以及与所述第二区域相关的第二区域信息。
根据第九形态,提供一种显示装置,能够显示与通过加工系统来加工的物体相关的信息,所述加工系统包括:加工装置,能够对物体进行加工;以及测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状,其中,所述显示装置显示表示所述物体的形状的物体信息、与使用所述测量装置得出的测量结果进行了加工的第一加工区域相关的第一加工区域信息、以及与使用表示所述物体的模型的模型信息中的至少一部分信息进行了加工的第二加工区域相关的第二加工区域信息。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式的加工系统的整体结构的立体图。
图2是表示第一实施方式的加工系统的系统结构的系统结构图。
图3是表示工件的一例的立体图。
图4是表示第一加工动作的流程的流程图。
图5是表示对作为工件的一例的涡轮的形状进行测量的测量装置的立体图。
图6的(a)以及图6的(b)分别是用于说明对与第二区域的状态相关的信息进行修正的动作的示意图。
图7是概念性地表示对工件模型与工件测量信息所示的工件进行图案匹配的情况的概念图。
图8是表示基于加工路径信息而相对于工件相对地移动的加工头的移动轨迹的剖面图。
图9的(a)至图9的(c)分别是表示基于加工路径信息而相对于工件相对地移动的加工头的移动轨迹的剖面图。
图10的(a)至图10的(c)分别是表示基于加工路径信息而相对于工件相对地移动的加工头的移动轨迹的剖面图。
图11是表示第二加工动作的流程的流程图。
图12是表示第三加工动作的流程的流程图。
图13的(a)是表示在测量装置与工件的位置关系处于第一位置关系的情况对工件的形状进行测量的测量装置的立体图,图13的(b)是表示在测量装置与工件的位置关系由第一位置关系变更为第二位置关系后对工件的形状进行测量的测量装置的立体图。
图14是表示第四加工动作的流程的流程图。
图15是表示第五加工动作的流程的流程图。
图16是表示第六加工动作的流程的流程图。
图17是表示测量动作的流程的流程图。
图18是表示第二实施方式的加工系统的系统结构的系统结构图。
图19是表示包含工件形状信息、第一区域信息与第二区域信息的图像的一例的平面图。
图20是示意性地表示第三实施方式的加工系统的整体结构的立体图。
图21是表示第三实施方式的加工系统的系统结构的系统结构图。
图22是示意性地表示第四实施方式的加工系统的整体结构的立体图。
图23是表示第四实施方式的加工系统的系统结构的系统结构图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边说明加工系统以及显示装置的实施方式。以下,使用利用加工光EL来加工工件W的加工系统SYS,来说明加工系统以及显示装置的实施方式。但是,本发明并不限定于以下说明的实施方式。
而且,以下的说明中,使用由彼此正交的X轴、Y轴以及Z轴而定义的XYZ正交坐标系,对构成加工系统SYS的各种构成元件的位置关系进行说明。另外,以下的说明中,为了方便说明,设X轴方向以及Y轴方向分别为水平方向(即,水平面内的规定方向),Z轴方向为铅垂方向(即,与水平面正交的方向,实质上为上下方向)。而且,将绕X轴、Y轴以及Z轴的旋转方向(换言之,倾斜方向)分别称作θX方向、θY方向以及θZ方向。
(1)第一实施方式的加工系统SYSa
首先,对第一实施方式的加工系统SYS(以下,将第一实施方式的加工系统SYS称作“加工系统SYSa”)进行说明。
(1-1)加工系统SYSa的整体结构
首先,一边参照图1以及图2,一边对第一实施方式的加工系统SYSa的结构进行说明。图1是表示第一实施方式的加工系统SYSa的结构的立体图。图2是表示第一实施方式的加工系统SYSa的系统结构的系统结构图。
如图1以及图2所示,加工系统SYSa包括加工单元1、测量单元2、载台单元3以及控制装置4。加工单元1、测量单元2以及载台单元3被收容在框体5中。但是,加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一部分也可不收容在框体5中。即,加工系统SYSa也可不包括收容加工单元1、测量单元2以及载台单元3的框体5。框体5的内部空间既可利用氮气或氩气等冲洗气体进行了冲洗,也可不利用冲洗气体进行冲洗。框体5的内部空间既可经抽真空,也可不经抽真空。
加工单元1可在控制装置4的控制下对工件W进行加工。工件W是由加工单元1进行加工的物体。工件W例如既可为金属,也可为合金(例如杜拉铝等),也可为半导体(例如硅),也可为树脂,也可为碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)等的复合材料,也可为涂料(作为一例,为被涂布于基材的涂料层),也可为玻璃,还可为包含除此以外的任意材料的物体。
加工单元1为了对工件W进行加工而对工件W照射加工光EL。加工光EL只要可通过照射至工件W来加工工件W,则为任何种类的光皆可。第一实施方式中,使用加工光EL为激光的示例来进行说明,但加工光EL也可为与激光为不同种类的光。进而,加工光EL的波长只要可通过照射至工件W来加工工件W,则为任何波长皆可。例如,加工光EL既可为可见光,也可为不可见光(例如红外光、紫外光以及极紫外光等中的至少一种)。加工光EL也可包含脉冲光(例如发光时间为皮秒以下的脉冲光)。或者,加工光EL也可不包含脉冲光。换言之,加工光EL也可为连续光。
加工单元1也可进行通过对工件W照射加工光EL来去除工件W的一部分的去除加工。在进行去除加工的情况下,加工单元1也可在工件W上形成在肋条结构。肋条结构也可包含能够降低工件W的表面对流体的阻力(尤其是摩擦阻力以及湍流摩擦阻力中的至少一者)的结构。肋条结构也可包含能够降低流体与工件W的表面相对移动时所产生的噪音的结构。肋条结构也可包含例如沿着顺着工件W的表面的第一方向(例如Y轴方向)延伸的槽沿着工件W的表面且沿着与第一方向交叉的第二方向(例如X轴方向)而排列有多个的结构。另外,此处所说的流体是指相对于工件W的表面而流动的介质(例如气体以及液体中的至少一者)。例如,在介质自身静止的状况下,工件W的表面相对于介质而移动的情况下,也可将所述介质称作流体。另外,介质静止的状态也可指介质相对于规定的基准物(例如地表面)未移动的状态。
在进行去除加工的情况下,加工系统SYSa也可在工件W的表面上形成具有任意形状的任意结构。作为任意结构的一例,可列举使工件W的表面上的流体的流动产生漩涡的结构。作为任意结构的另一例,可列举用于对工件W的表面给予疏水性的结构。作为任意结构的另一例,可列举规则或者不规则地形成的微型纳米级的微细纹理结构(典型的是凹凸结构)。微细纹理结构也可包含具有使流体(气体和/或液体)造成的阻力降低的功能的鲨鱼皮结构以及微坑(dimple)结构中的至少一者。微细的纹理结构也可包含具有疏液功能以及自清洁功能中的至少一者(例如具有荷叶效应(lotus effect))的荷叶表面结构。微细的纹理结构也可包含具有液体输送功能的微细突起结构(参照美国专利公开第2017/0044002号公报)、具有亲液性功能的凹凸结构、具有防污功能的凹凸结构、具有反射率降低功能及疏液功能的至少一者的蛾眼(moth-eye)结构、仅使特定波长的光通过干涉而加强以呈结构色的凹凸结构、具有利用范德瓦尔斯力(van der Waals'force)的粘合功能的柱阵列(pillararray)结构、具有空气动力噪音降低功能的凹凸结构、具有液滴捕集功能的蜂窝结构以及提高与形成于表面上的层的密接性的凹凸结构、用于降低摩擦阻力的凹凸结构等中的至少一种。此处,微细纹理结构也可不具有特定的功能。另外,加工系统SYSa也可对工件W的表面进行平滑化。此处,对表面进行平滑化也可指对表面进行加工以使加工后的表面相对于加工前的表面变得平滑。而且,加工系统SYSa也可去除存在于工件W表面的毛刺。
作为经去除加工(例如通过去除加工而形成肋条结构)的工件W的一例,可列举图3所示的涡轮WT。如图3所示,涡轮WT也可包括:圆盘状的旋转体RT,可绕旋转轴RX旋转;以及多个涡轮叶片BL,从旋转体RT的外周面呈放射状延伸。此时,加工单元1也可在多个涡轮叶片BL的表面的至少一部分形成肋条结构。加工单元1也可在旋转体RT的表面的至少一部分形成肋条结构。此外,虽未图示,但作为经去除加工的工件W的另一例,可列举风扇或螺旋桨。风扇是被用于送风机等,形成气流的构件。螺旋桨例如是将从包含发动机以及马达的至少一者的原动机输出的旋转力转换为包含飞机以及船舶等的至少一者的移动体的推进力的构件。而且,虽未图示,但作为经去除加工的工件W的另一例,可列举模具。此时,通过经去除加工而形成的模具也可被用于形成在表面具有肋条结构(或者其他结构)的薄膜以及树脂制零件等的至少一者。此外,工件W并不限定于此处例示的物体。
加工单元1也可除了去除加工以外或者取代去除加工,而进行对工件W照射加工光EL以对工件W附加新的结构物的增材加工。此时,加工单元1也可通过进行增材加工而在工件W的表面形成所述的肋条结构。加工单元1也可除了去除加工以及增材加工中的至少一者或者取代于此,而进行对工件W照射加工光EL以在工件W的表面形成所期望的标记的标记加工。
为了对工件W进行加工,加工单元1包括生成加工光EL的加工光源11、加工头12以及头驱动系统13。
加工头12将来自加工光源11的加工光EL照射至工件W。加工头12通过将加工光EL照射至工件W来加工工件W。因此,加工头12也可被称作加工装置。为了将加工光EL照射至工件W,加工头12包括照射光学系统121。加工头12经由照射光学系统121将加工光EL照射至工件W。照射光学系统121例如也可将加工光EL聚光至工件W的表面。照射光学系统121例如也可控制加工光EL的光学特性。作为加工光EL的光学特性的一例,可列举加工光EL的强度、加工光EL的强度的经时变化、加工光EL的聚光位置、加工光EL相对于工件W的入射角度、与照射光学系统121的光轴交叉的光学面内的加工光EL的形状、所述光学面内的加工光EL的强度分布、以及加工光的脉冲数(其中,加工光为脉冲光的情况下)的至少一者。
头驱动系统13在控制装置4的控制下,使加工头12沿着X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的至少一方向移动。此外,头驱动系统13也可除了X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的至少一方向以外或者取代于此,而使加工头12沿着θX方向、θY方向以及θZ方向的至少一方向移动。当加工头12移动时,后述的载台32(进而,载置于载台32的工件W)与加工头12的位置关系改变。进而,当载台32以及工件W与加工头12的位置关系改变时,工件W上的加工光EL的照射位置改变。
测量单元2包括测量头21与头驱动系统22。测量头21包括测量装置211以及212。但也可为,测量头21包括测量装置211以及212中的其中任一者,另一方面,不包括测量装置211以及212中的任意另一者。
测量装置211以及212各自可对测量对象物的状态进行测量。本实施方式中,对测量对象物为工件W的至少一部分的示例进行说明。但测量对象物也可包含与工件W不同的物体。此时,测量装置211以及212各自也可测量工件W的至少一部分的状态。通过测量装置211以及212各自测量工件W的至少一部分而获得的测量结果(以下,适当地称作“工件测量信息”)从测量单元2输出至控制装置4。
工件W的状态也可包含工件W的位置。工件W的位置也可包含工件W的表面的位置。工件W的表面的位置也可包含将工件W的表面细分化的各面部分在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向中的至少一个方向上的位置。工件W的表面的位置也可包含将工件W的表面细分化的各面部分在θX方向、θY方向以及θZ方向中的至少一个方向上的位置。另外,各面部分在θX方向、θY方向以及θZ方向中的至少一个方向上的位置也可视为等价于各面部分的姿势(即,为各面部分的方向(例如各面部分的法线的方向),实质上等价于各面部分相对于X轴、Y轴以及Z轴中的至少一个方向的倾斜量)。此时,工件的状态也可以说实质上包含工件W的形状。而且,工件W的状态也可包含工件W的尺寸(例如,在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向中的至少一个方向上的尺寸)。
也可为,测量装置211以及212各自可测量工件W的至少一部分的三维形状,以作为工件W的至少一部分的形状。但也可为,测量装置211以及212各自可测量工件W的至少一部分的二维形状。也可为,测量装置211以及212各自可测量工件W的至少一部分的一维形状(即,长度)。
测量装置211的测量精度(换言之,测量分辨率)与测量装置212的测量精度不同。第一实施方式中,对测量装置212的测量精度比测量装置211的测量精度低的示例进行说明。在测量装置212的测量精度比测量装置211的测量精度低的情况下,也可为,测量装置212是以相对较低的测量精度(换言之,粗略地或粗糙地)测量相对较广的范围的测量装置,测量装置211是以相对较高的测量精度(换言之,精密地或精细地)测量相对较窄的范围的测量装置,测量装置212为广域的测量装置,测量装置211为窄域的测量装置。测量装置211进行测量所需的时间也可比测量装置212进行测量所需的时间长。具体而言,测量装置211进行一个测量对象物的一部分的测量所需的时间也可比测量装置212进行相同的一个测量对象物的相同的一部分的测量所需的时间长。但测量装置211的测量精度也可与测量装置212的测量精度相同。
此外,测量精度也可指测量的精细度的极限值(例如,用于评估可测量的最小尺寸的指标值)。测量精度也可指相对于测量对象物的尺寸(例如,长度)的测量误差的大小(此时,相对于测量对象物的尺寸的测量误差越小,则测量精度越高)。在以点阵数据获得测量结果的情况下,测量误差也可指点阵的偏差精度。在多次进行测量动作的情况下,测量精度也可指多次测量动作的测量结果的偏差(即,反复测量的精度)。测量精度也可指其他的精度。
测量装置211以及212各自非接触地测量工件W的至少一部分的状态。例如,测量装置211以及212各自也可包含能够以光学方式测量工件W的至少一部分的状态的光学测量装置。作为光学测量装置的一例,可列举可拍摄工件W的拍摄装置(即,摄像机)、使用将狭缝光投影至工件W的表面并且对所投影的狭缝光的形状进行测量的光切法的测量装置、使用将光图案投影至工件W的表面并对所投影的图案的形状进行测量的图案投影法的测量装置、使用飞行时间法的测量装置、使用等高云纹法(具体而言,光栅照射法或者光栅投影法)的测量装置、使用全息干涉法的测量装置、使用自准直法的测量装置、使用立体法的测量装置、使用像散法的测量装置、使用临界角法的测量装置、使用刀口法的测量装置、使用干涉测量法的测量装置、以及使用共焦法的测量装置中的至少一者,所述飞行时间法是在工件W上的多个位置进行将光投射至工件W的表面且根据直至所投射的光返回为止的时间来测定直至工件W为止的距离的动作。无论在哪种情况下,测量装置211以及212各自也可均包括接收来自工件W的至少一部分的光的受光器。受光器所接收的来自工件W的至少一部分的光也可包含因为了测量工件W的状态而照射至工件W的测量光引起的光(例如,测量光的反射光、散射光以及透射光中的至少一者)。受光器所接收的来自工件W的至少一部分的光也可包含因环境光引起的光(例如,来自被照射环境光的工件W的光)。
测量装置211可对包含在测量装置211的测量视野(换言之,可测量范围)内的工件W的至少一部分进行测量。另一方面,测量装置211无法对不含在测量装置211的测量视野内的工件W的至少一部分进行测量。此处,测量视野也可指满足下述条件的区域,即,测量装置211的受光器可接收来自包含在测量视野中的物体的光。此外,关于测量装置212,也与测量装置211同样,可对包含在测量装置212的测量视野内的工件W的至少一部分进行测量,另一方面,无法对不含在测量装置212的测量视野内的工件W的至少一部分进行测量。
测量装置211的测量视野的大小与测量装置212的测量视野的大小不同。第一实施方式中,对测量装置212的测量视野的大小比测量装置211的测量视野的大小更大的示例进行说明。此时,测量装置211的测量视野也可包含在测量装置212的测量视野内。在测量装置211的测量视野包含在测量装置212的测量视野内的情况下,测量装置212能够对测量装置211无法测量的工件W的至少一部分的状态进行测量。但测量装置212的测量视野的大小也可比测量装置211的测量视野的大小更小。测量装置212的测量视野的大小也可与测量装置211的测量视野的大小相同。测量装置211的测量视野的至少一部分也可不包含在测量装置212的测量视野的至少一部分内。
头驱动系统22在控制装置4的控制下,使测量头21沿着X轴方向、Y轴方向、Z轴方向、θX方向、θY方向以及θZ方向的至少一方向移动。即,测量头21(更具体而言,测量头21所包括的测量装置211以及212各自)可通过头驱动系统22而移动。此外,使测量头21沿着θX方向、θY方向以及θZ方向的至少一方向移动也可视为等价于变更测量头21绕X轴、Y轴以及Z轴的至少一轴的姿势。或者,使测量头21沿着θX方向、θY方向以及θZ方向的至少一方向移动也可视为等价于使测量头21绕X轴、Y轴以及Z轴的至少一轴旋转(或旋转移动)。当测量头21移动时,后述的载台32(进而,载置于载台32上的工件W)与测量头21的位置关系改变。进而,当载台32以及工件W与测量头21的位置关系改变时,载台32以及工件W与测量装置211以及212的测量视野的位置关系改变。
载台单元3包括台板31、载台32以及载台驱动系统33。
台板31被载置于框体5的底面上(或者,载置框体5的地板面等支撑面上)。在台板31上配置载台32。在框体5的底面或载置框体5的地板面等支撑面与台板31之间,也可设置有用于降低台板31的振动向载台32的传递的、未图示的抗振装置。此外,载台32也可为利用空气轴承而浮起支撑于台板31上的结构。
在载台32上载置工件W。载台32也可不保持载置于载台32上的工件W。即,载台32也可不对载置于载台32上的工件W施加用于保持所述工件W的保持力。或者,载台32也可保持载置于载台32上的工件W。即,载台32也可对载置于载台32上的工件W施加用于保持所述工件W的保持力。例如,载台32也可通过真空吸附和/或静电吸附工件W来保持工件W。
载台驱动系统33使载台32沿着X轴方向、Y轴方向、Z轴方向、θX方向、θY方向以及θZ方向的至少一方向移动。此外,使载台32沿着θX方向、θY方向以及θZ方向的至少一方向移动也可视为等价于变更载台32(进而,载置于载台32的工件W)绕X轴、Y轴以及Z轴的至少一轴的姿势。或者,使载台32沿着θX方向、θY方向以及θZ方向的至少一方向移动也可视为等价于使载台32绕X轴、Y轴以及Z轴的至少一轴旋转(或旋转移动)。
当载台32移动时,载台32(进而,载置于载台32的工件W)与加工头12以及测量头21各自的位置关系改变。因而,使载台32移动等价于变更载台32以及工件W各自与加工头12以及测量头21各自的位置关系。进而,当工件W与加工头12的位置关系改变时,工件W上的加工光EL的照射位置改变。进而,当工件W与测量头21的位置关系改变时,工件W与测量装置211以及212的测量视野的位置关系改变。
控制装置4控制加工系统SYSa的动作。例如,控制装置4也可生成用于加工工件W的加工控制信息,并且基于加工控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者,以依据所生成的加工控制信息来加工工件W。即,控制装置4也可控制工件W的加工。例如,控制装置4也可生成用于测量工件W的测量控制信息,并且基于测量控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者,以依据所生成的测量控制信息来测量工件W。即,控制装置4也可控制工件W的测量。
控制装置4例如也可包含运算装置与存储装置。运算装置例如也可包含中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、图案处理器(Graphics Processing Unit,GPU)中的至少其中一种。控制装置4通过运算装置执行计算机程序,从而作为控制加工系统SYSa的动作的装置发挥功能。所述计算机程序是用于使控制装置4(例如,运算装置)进行(即,执行)控制装置4应进行的后述动作的计算机程序。即,所述计算机程序是用于使控制装置4发挥功能以使加工系统SYSa进行后述动作的计算机程序。运算装置所执行的计算机程序既可记录在控制装置4所包括的存储装置(即,记录介质)中,也可记录在内置于控制装置4或者可外置于控制装置4的任意的存储介质(例如硬盘或半导体存储器)中。或者,运算装置也可经由网络接口来从控制装置4外部的装置下载应执行的计算机程序。
控制装置4也可不设在加工系统SYSa的内部。例如,控制装置4也可在加工系统SYSa外作为服务器等而设。此时,控制装置4与加工系统SYSa也可利用有线和/或无线的网络(或者数据总线和/或通信线路)而连接。作为有线的网络,例如也可使用采用以电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485及通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)中的至少一种为代表的串行总线方式的接口的网络。作为有线的网络,也可使用采用并行总线方式的接口的网络。作为有线的网络,也可使用采用以10BASE-T、100BASE-TX及1000BASE-T中的至少一种为代表的遵循以太网(注册商标)的接口的网络。作为无线的网络,也可使用利用电波的网络。作为利用电波的网络的一例,可列举遵循IEEE802.1x的网络(例如无线局域网(Local Area Network,LAN)以及蓝牙(Bluetooth(注册商标))中的至少一者)。作为无线的网络,也可使用利用红外线的网络。作为无线的网络,也可使用利用光通信的网络。此时,控制装置4与加工系统SYSa也可构成为,可经由网络来收发各种信息。而且,控制装置4也可能够经由网络来对加工系统SYSa发送命令或控制参数等的信息。加工系统SYSa也可包括接收装置,所述接收装置经由所述网络接收来自控制装置4的命令或控制参数等的信息。或者,也可将进行控制装置4所进行的处理中的一部分处理的第一控制装置设在加工系统SYSa的内部,另一方面,将进行控制装置4所进行的处理中的另一部分处理的第二控制装置设在加工系统SYSa的外部。
另外,作为记录运算装置所执行的计算机程序的记录介质,也可使用只读光盘(Compact Disc Read Only Memory,CD-ROM)、可刻录光盘(Compact Disc-Recordable,CD-R)、可擦写光盘(Compact Disc Rewritable,CD-RW)或软盘、磁光盘(Magneto-Opticaldisc,MO)、只读数字多功能光盘(Digital Versatile Disc Read Only Memory,DVD-ROM)、随机存取数字多功能光盘(Digital Versatile Disc Random Access Memory,DVD-RAM)、可刻录数字多功能光盘(Digital Versatile Disc-Recordable,DVD-R)、DVD+R、可擦写数字多功能光盘(Digital Versatile Disc-Rewritable,DVD-RW)、DVD+RW以及蓝光(Blu-ray(注册商标))等的光盘、磁带等的磁介质、光磁盘、USB存储器等的半导体存储器、以及其他可保存程序的任意介质中的至少一种。记录介质也可包含可记录计算机程序的机器(例如以能够以软件及固件等的至少一种形态来执行的状态安装有计算机程序的通用机器或专用机器)。进而,计算机程序中所含的各处理或功能既可由通过控制装置4(即,计算机)执行计算机程序而在控制装置4内实现的逻辑处理块来实现,也可由控制装置4所包括的规定的门阵列(FPGA、ASIC)等的硬件来实现,还可利用逻辑处理块与实现硬件的一部分要素的局部硬件模块混合存在的形式来实现。
(1-2)加工系统SYSa的动作
继而,对加工系统SYSa的动作进行说明。如上所述,加工系统SYSa对工件W进行加工。即,加工系统SYSa进行用于加工工件W的加工动作。而且,加工系统SYSa对工件W进行测量。即,加工系统SYSa进行用于测量工件W的测量动作。因此,以下,依序说明加工动作以及测量动作。
(1-2-1)加工动作
首先,对用于加工工件W的加工动作进行说明。第一实施方式中,加工系统SYSa进行第一加工动作至第六加工动作的至少一个。因此,以下,依序说明第一加工动作至第六加工动作。
(1-2-1-1)第一加工动作
首先,一边参照图4,一边对第一加工动作进行说明。图4是表示第一加工动作的流程的流程图。
如图4所示,首先,在载台32上载置工件W(步骤S11)。例如也可由加工系统SYSa的操作员将工件W载置于载台32上。此时,加工系统SYSa也可对操作员提示与应在载台32上载置工件W的目标载置位置相关的信息。例如,加工系统SYSa也可通过在载台32上形成表示目标载置位置的标记(例如由发光二极管(Light Emitting Diode,LED)等发光部件所形成的标记),而对操作员提示与目标载置位置相关的信息。操作员也可基于所提示的信息将工件W载置于目标载置位置。此外,也可使用搬送机器人等将工件W载置于载台32。
随后,加工系统SYSa对工件W的载置误差进行修正(步骤S12)。此外,载置误差相当于应在载台32上载置工件W的目标载置位置、与在载台32上实际载置有工件W的实际载置位置之间的偏离量。为了修正载置误差,首先,测量装置211以及212的至少一者测量工件W的状态。具体而言,测量装置211以及212的至少一者测量载台32上的工件W的位置。此处,测量装置211以及212的至少一者也可测量关于工件W的一部分的位置。所述工件W的一部分也可包含工件W的特征点。其结果,控制装置4可基于工件测量信息生成与实际载置位置相关的信息。而且,目标载置位置通常是对于控制装置4而言已知的信息。因此,控制装置4基于工件测量信息中所含的与实际载置位置相关的信息、以及与作为已知信息的目标载置位置相关的信息,来算出载置误差。随后,控制装置4判定载置误差是否大于规定的容许阈值TH1。若判定为载置误差大于容许阈值TH1,则控制装置4也可进行敦促操作员重新载置工件W的动作。其结果,进行修正,以使载置误差变为零或者变小。但在加工系统SYSa包括用于使工件W在载台32上移动的工件移动装置的情况下,控制装置4也可控制工件移动装置以修正载置误差。但加工系统SYSa也可不进行步骤S12的动作。
随后,测量装置212测量工件W的至少一部分的形状(步骤S13)。具体而言,测量装置212测量包含在测量装置212的测量视野内的工件W的至少一部分的形状(步骤S13)。其结果,控制装置4可根据工件测量信息来获取与工件W的至少一部分的形状的测量结果相关的、与形状相关的信息。而且,如上所述,作为工件W的状态,测量装置212不仅可测量工件W的形状,也可分别测量工件W的位置(包含姿势)以及尺寸。因此,第一实施方式中,测量工件W的至少一部分的形状的动作也可视为等价于测量工件W的至少一部分的状态的动作。此时,控制装置4也可根据工件测量信息来获取与工件W的至少一部分的位置的测量结果相关的信息、以及与工件W的至少一部分的尺寸的测量结果相关的信息。此外,在步骤S13中,也可除了测量装置212以外或者取代于此,而由测量装置211测量工件W的至少一部分的形状。
此处,由于工件W为三维的物体,因此不一定工件W的整个表面都包含在测量装置212的测量视野内。即,存在下述可能性:工件W的一部分表面包含在测量装置212的测量视野内,另一方面,工件W的另一部分表面不含在测量装置212的测量视野内。换言之,在测量装置212对工件W的一部分表面形状进行测量的状况下,工件W的另一部分表面有可能位于测量装置212无法测量的死角区域。
例如,图5表示了对作为工件W的一例的涡轮WT的形状进行测量的测量装置212。此处,在测量装置212以及工件W这两者的位置关系不变(即,固定)的情况下,存在下述可能性,即,来自工件W的第一区域W1(图5中以实线所示的区域)的光能够到达测量装置212,另一方面,来自工件W的第二区域W2(图5中以虚线所示的区域)的光无法到达测量装置212。具体而言,例如存在下述可能性,即:来自包含工件W的表面中的朝向测量装置2侧的面部分的第一区域W1的光能够到达测量装置212,另一方面,来自包含工件W的表面中的与测量装置2朝向相反侧的面部分的第二区域W2的光无法到达测量装置212。例如,存在下述可能性,即:来自包含工件W的表面中的从测量装置2观察朝向表侧的面部分的第一区域W1的光能够到达测量装置212,另一方面,来自包含工件W的表面中的从测量装置2观察朝向里侧的面部分的第二区域W2的光无法到达测量装置212。例如,存在下述可能性:来自包含工件W的表面中的与测量装置212之间不存在遮挡光的障碍物(例如工件W的一部分或与工件W不同的物体)的面部分的第一区域W1的光能够到达测量装置212,另一方面,来自包含工件W的表面中的与测量装置212之间存在障碍物的面部分的第二区域W2的光无法到达测量装置212。此外,如图5所示,典型的是,第一区域W1与第二区域W2彼此邻接。
测量装置212以及工件W这两者的位置关系不变的状态也可视为等价于测量装置212以及工件W各自在加工系统SYSa内位于被固定的位置的状态。测量装置212以及工件W这两者的位置关系不变的状态也可视为等价于测量装置212配置在加工系统SYSa内的第一规定位置且工件W配置在加工系统SYSa内的第二规定位置的状态。此外,第一实施方式中的“位置”也可包含X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的至少一方向上的位置。或者,第一实施方式中的“位置”也可除了X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的至少一方向上的位置以外或者取代于此,而包含θX方向、θY方向以及θZ方向的至少一方向上的位置(所谓的姿势)。
这样,来自第一区域W1的光能够到达测量装置212,另一方面,来自第二区域W2的光无法到达测量装置212的状态,相当于第一区域W1包含在测量装置212的测量视野内,另一方面,第二区域W2不含在测量装置212的测量视野内的状态。换言之,来自第一区域W1的光能够到达测量装置212,另一方面,来自第二区域W2的光无法到达测量装置212的状态,相当于第一区域W1包含在测量装置212的测量视野内,另一方面,第二区域W2位于测量装置212无法测量的死角区域的状态。
此时,控制装置4根据工件测量信息,可获取与第一区域W1的形状相关的信息。或者,控制装置4根据工件测量信息,除了获取与第一区域W1的形状相关的信息以外,也可获取与第一区域W1的位置以及尺寸的至少一者相关的信息。另一方面,控制装置4无法根据工件测量信息来获取与第二区域W2的形状(进而,位置以及尺寸)相关的信息。此时,加工系统SYSa为了获取与第二区域W2的形状等相关的信息,也可变更测量装置212与工件W的位置关系以使第二区域W2的至少一部分包含在测量装置212的测量视野内,随后,使用测量装置212来测量第二区域W2的至少一部分的形状等。但是,即便在此情况下,仍存在第二区域W2的一部分不含在测量装置212的测量视野内的可能性。因此,加工系统SYSa必须反复进行变更测量装置212与工件W的位置关系,随后使用测量装置212来测量工件W的至少一部分的形状等的动作,直至工件W的整个表面包含在测量装置212的测量视野内(即,工件W的整个表面形状等被测量装置212测量到)为止。因此,为了获取与载台32上的工件W的状态(即,工件W的形状、位置以及尺寸)相关的信息(以下称作“工件信息”),需要相对较长的时间。其结果,与工件W的加工相关的生产率有可能发生恶化。进而,工件信息中有可能包含因一边反复变更测量装置212与工件W的位置关系一边测量工件W的至少一部分的形状等引起的测量误差。而且,即便变更了测量装置212与工件W的位置关系,根据工件W的形状,仍有可能存在无法通过测量装置212来测量工件W的整个表面形状等的情况。
因此,第一实施方式中,控制装置4为了获取与第二区域W2的形状等相关的信息,而采用与使用测量装置212来测量工件W的整体形状等的方法不同的方法。即,控制装置4不使用测量装置212来测量第二区域W2的整体形状等,而获取与第二区域W2的形状等相关的信息。具体而言,控制装置4根据表示工件W的至少一部分的三维模型(以下称作“工件模型WM”)的模型信息来获取与第二区域W2的形状相关的信息。工件模型WM例如是具有与工件W的理想上或设计上的形状相同或相似的形状的三维模型。或者,工件模型WM例如也可为基于通过使用规定的测量方法来测量工件W而获得的与工件的形状相关的信息而生成的三维模型。由于控制装置4根据模型信息来获取与第二区域W2的形状相关的信息,因此模型信息也可至少包含表示第二区域W2的形状的信息(例如,表示第二区域W2的三维模型的信息)。此外,在工件W加工有微细结构的情况下,工件模型WM也可为不含所述微细结构的形状模型。而且,在将所述工件模型WM用于加工后的检查时,工件模型WM也可为反映出微细结构的形状模型。
此处,若模型信息表示工件W的三维模型,则也可考虑控制装置4也可不使用工件测量信息而使用模型信息其自身来作为工件信息。但是,模型信息毕竟不过是表示工件W的理想上或设计上的形状的信息。模型信息毕竟不过是表示在某时间点所测量出的工件W的形状的信息。因此,模型信息只不过包含仅与工件W的形状相关的信息。即,模型信息并不包含与载台32上的工件W的位置以及尺寸相关的信息。除此以外,实际上载置于载台32的工件W的形状未必与模型信息所示的工件W的形状一致。因此,模型信息不过是对于实际上载置于载台32的工件W的实际形状未作任何反映的信息。
因此,本实施方式中,控制装置4使用模型信息与工件测量信息这两者,生成包含与载台32上的第一区域W1以及第二区域W2各自的状态(即,形状、位置以及尺寸)相关的信息的工件信息(步骤S14)。为了使用模型信息与工件测量信息这两者来生成工件信息,控制装置4首先从测量装置212获取工件测量信息。进而,控制装置4获取模型信息。模型信息也可被记录在控制装置4所包括的存储器(即,记录介质)中。模型信息也可被记录在内置于控制装置4或者可外置于控制装置4的任意的记录介质(例如硬盘或半导体存储器)中。此时,控制装置4也可通过根据需要来从这些记录介质中读出模型信息,而获取模型信息。模型信息也可被记录在控制装置4外部的装置中。模型信息也可被记录在加工系统SYSa外部的装置(例如服务器、数据库或其他任意的信息处理装置)中。此时,控制装置4也可通过根据需要来从外部的装置中下载工件模型数据,而获取模型信息。此外,所述模型信息也可由加工系统SYSa的用户或操作员记录在所述的记录介质等中。
随后,控制装置4将工件测量信息与模型信息予以关联,由此生成工件信息。具体而言,控制装置4进行对位处理,所述对位处理用于在为了确定测量装置212所测量的工件W的位置而使用的三维坐标系即测量坐标系内,将模型信息所示的工件模型WM配置于工件测量信息所示的工件W的至少一部分的位置。即,控制装置4进行如下所述的对位处理,即:在测量坐标系内对工件模型WM进行平移、放大、缩小和/或旋转,由此来使工件模型WM接近工件测量信息所示的工件W。当对位处理完成时,测量坐标系内的工件模型WM的形状、位置以及尺寸可视为分别与测量坐标系内的工件W的形状、位置以及尺寸实质上等价。即,测量坐标系内的工件模型WM的形状、位置以及尺寸可视为分别与载台32上的工件W的形状、位置以及尺寸实质上等价。因此,控制装置4可基于对位处理的结果来生成工件信息。
与工件模型WM中的跟第一区域W1对应的部分的形状、位置以及尺寸相关的信息可视为与工件测量信息中所含的与工件W的第一区域W1的形状、位置以及尺寸相关的信息等价。另一方面,工件测量信息是通过实际测量工件W而获得的信息。因此设想工件测量信息的可靠性相对于高于模型信息。因此,控制装置4也可通过将工件测量信息中所含的与工件W的第一区域W1的形状、位置以及尺寸的至少一者相关的信息、和与工件模型WM中的跟第二区域W2对应的部分的形状、位置以及尺寸的至少一者相关的信息予以合成,而生成包含与工件W的形状、位置以及尺寸的至少一者相关的信息的工件信息。具体而言,控制装置4根据工件测量信息,获取与工件W的第一区域W1的形状、位置以及尺寸的至少一者相关的信息。控制装置4根据对位处理的结果,获取与工件模型WM中的跟第二区域W2对应的部分的形状、位置以及尺寸的至少一者相关的信息。随后,控制装置4使用与工件模型WM中的跟第二区域W2对应的部分的形状、位置以及尺寸的至少一者相关的信息,来作为与工件W的第二区域W2的形状、位置以及尺寸的至少一者相关的信息,由此生成工件信息。即,可以说,在第一实施方式中,控制装置4原则上使用工件测量信息来生成工件信息,并通过模型信息来对不足以生成工件信息的信息(即,生成工件信息所需但不含在工件测量信息中的信息)进行补充。
或者,控制装置4也可取代将与工件模型WM中的跟第二区域W2对应的部分的状态(即,形状、位置以及尺寸)相关的信息直接用作与工件W的第二区域W2的状态相关的信息,而是基于根据工件测量信息所求出的与工件W的第一区域W1的状态相关的信息、和与工件模型WM中的跟第二区域W2对应的部分的状态相关的信息,来生成(换言之,也可求出)与工件W的第二区域W2的状态相关的信息。例如,如上所述,第一区域W1与第二区域W2通常邻接。因此,设想在第一区域W1与第二区域的边界处,第一区域W1的状态与第二区域W2的状态大幅相差到不自然的程度的可能性相对较低。因此,在第一区域W1与第二区域的边界处,若工件测量信息所示的第一区域W1的状态与对位处理的结果所示的第二区域W2的状态大幅相差到不自然的程度,则有可能工件测量信息所示的第一区域W1的状态以及对位处理的结果所示的第二区域W2的状态的其中任一者的可靠性低。此处,如上所述,设想工件测量信息的可靠性比模型信息高。因此,控制装置4也可将工件测量信息所示的第一区域W1的状态视为真值,基于工件测量信息所示的与第一区域W1的状态相关的信息,来修正对位处理的结果所示的与第二区域W2的状态相关的信息。此时,控制装置4也可通过将工件测量信息所示的与第一区域W1的状态相关的信息和与第二区域W2的状态相关的经修正的信息予以合成,而生成工件信息。此时,也可视为控制装置4基于工件测量信息所示的与第一区域W1的状态相关的信息和对位处理的结果所示的与第二区域W2的状态相关的信息来生成应含在工件信息中的与第二区域W2的状态相关的信息。
关于对与第二区域W2的状态相关的信息进行修正的动作的一例,一边参照图6的(a)以及图6的(b)一边进行说明。如图6的(a)所示,对下述示例进行说明,即,工件测量信息表示了第一区域W1是在测量坐标系内Z轴方向的位置坐标(即,高度)一律为100的平面,对位处理的结果表示了第二区域W2是在测量坐标系内Z轴方向的位置坐标为80的平面。此时,在第一区域W1与第二区域W2之间的边界处,工件W的表面的Z轴方向的位置坐标从100急剧变化为80。此时,控制装置4也可基于工件测量信息所示的第一区域W1的Z轴方向的位置坐标,来修正对位处理的结果所示的第二区域W2的Z轴方向的位置坐标。换言之,控制装置4也可基于工件测量信息所示的第一区域W1的Z轴方向的位置坐标与对位处理的结果所示的第二区域W2的Z轴方向的位置坐标来生成应含在工件信息中的第二区域W2的Z轴方向的位置坐标。例如,如图6的(b)所示,控制装置4也可生成工件测量信息所示的第一区域W1的Z轴方向的位置坐标(=100)与对位处理的结果所示的第二区域W2的Z轴方向的位置坐标(=80)的平均值(=(100+80)/2=90),以作为应含在工件信息中的第二区域W2的Z轴方向的位置坐标。
作为对位处理的一部分,控制装置4也可进行图案匹配处理。以下,对包含图案匹配处理的对位处理的一具体例进行说明。控制装置4基于工件测量信息来提取工件W的特征点即测量特征点。控制装置4提取多个(例如,三个以上的)测量特征点。由于工件测量信息包含与第一区域W1的状态相关的信息,另一方面,不含与第二区域W2的状态相关的信息,因此控制装置4从工件W的第一区域W1提取多个测量特征点。此外,特征点例如也可包含物体的边缘、顶点、角以及端部的至少一者。进而,控制装置4基于工件模型WM来提取工件模型WM的多个特征点且与测量特征点对应的工件模型特征点。尤其,控制装置4提取多个(例如,三个以上的)工件模型特征点。控制装置4从工件模型WM中的与第一区域W1对应的部分提取多个工件模型特征点。随后,控制装置4基于工件模型特征点与测量特征点,对工件模型WM与工件测量信息所示的工件W进行图案匹配。具体而言,如概念性地表示对工件模型WM与工件测量信息所示的工件W进行图案匹配的情况的概念图即图7所示,控制装置4使工件模型WM平移、放大、缩小和/或旋转,以使工件模型特征点接近测量特征点。控制装置4使工件模型WM平移、放大、缩小和/或旋转至工件模型特征点与测量特征点的偏离成为规定量以下为止(典型的是,成为最少为止)。其结果,在测量坐标系内,工件模型WM中的与第一区域W1对应的部分的形状与工件测量信息所示的工件W的第一区域W1的形状一致,工件模型WM中的与第一区域W1对应的部分的位置与工件测量信息所示的工件W的第一区域W1的位置一致,工件模型WM中的与第一区域W1对应的部分的尺寸与工件测量信息所示的工件W的第一区域W1的尺寸一致。因此,对位处理的结果为,控制装置4能够在测量坐标系内将工件模型WM中的与第二区域W2对应的部分的形状、位置以及尺寸确定为载台32上的工件W的第二区域W2的形状、位置以及尺寸。
控制装置4也可使用用于进行对位处理的任意算法来进行对位处理。作为此种算法的一例,可列举用于进行多个点阵(例如,包含所述工件模型特征点的点阵与包含测量特征点的点阵)的对位的迭代最近点(Interative Closest Point,ICP)算法。
再次在图4中,随后,控制装置4基于在步骤S14中生成的工件信息来生成加工控制信息(步骤S15)。加工控制信息也可包含供控制装置4控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W所用的信息。
加工控制信息也可包含加工路径信息。加工路径信息也可包含与工件W上的加工光EL的照射区域的移动轨迹即工具路径相关的信息。如上所述,工件W上的加工光EL的照射区域通过头驱动系统13使加工头12移动、和/或载台驱动系统33使载台32移动而移动。因此,加工路径信息也可视为等价于与加工头12以及载台32(工件W)的至少一者的移动轨迹相关的信息。即,加工路径信息也可视为等价于用于使加工头12以及载台32(工件W)的至少一者移动的信息。当加工头12以及载台32的至少一者移动时,加工头12与载台32(工件W)的位置关系改变。因此,加工路径信息也可视为等价于用于变更加工头12与载台32(工件W)的位置关系的信息。
工件信息包含与工件W的形状、位置以及尺寸相关的信息。因此,加工路径信息也可包含用于配合工件W的形状、位置以及尺寸的至少一者来使加工头12以及载台32的至少一者移动的信息。例如,如表示基于加工路径信息而相对于工件W相对地移动的加工头12的移动轨迹的图8所示,加工路径信息也可包含用于使加工头12沿着相对于工件W(例如,相对于工件W的表面)而平行的移动轨迹相对地移动的信息。
生成加工控制信息的处理也可包含对已生成的加工控制信息进行修正。例如,若设想已生成的加工控制信息的工件W的形状与工件信息所示的工件W的形状不同,则控制装置4也可对已生成的加工控制信息进行修正,以生成与工件信息所示的工件W的形状相应的适当的加工控制信息。例如,若设想已生成的加工控制信息的工件W的尺寸与工件信息所示的工件W的尺寸不同,则控制装置4也可对已生成的加工控制信息进行修正,以生成与工件信息所示的工件W的尺寸相应的适当的加工控制信息。例如,若设想已生成的加工控制信息的工件W的位置与工件信息所示的工件W的位置不同,则控制装置4也可对已生成的加工控制信息进行修正,以成为与工件信息所示的工件W的位置相应的适当的加工控制信息。
作为一例,图9的(a)表示了基于加工路径信息的加工头12的移动轨迹,所述加工路径信息用于使加工头12沿着工件W的表面相对移动,以对表面为平面的工件W进行加工。随后,对下述示例进行说明,即,在如图9的(a)所示那样已生成有使加工头12移动的加工路径信息的状况下,如图9的(b)所示,生成表示工件W的表面为曲面(即,工件W的表面的形状与所设想的形状不同)的工件信息。此时,当加工头12基于已生成的加工路径信息而相对于工件W移动时,如图9的(b)所示,加工头12无法沿着相对于工件W的表面而平行的移动轨迹移动。因此,控制装置4也可如图9的(c)所示,对已生成的加工路径信息进行修正,以生成用于使加工头12沿着相对于呈曲面的工件W的表面而平行的移动轨迹相对移动的加工路径信息。
作为一例,图10的(a)表示了基于加工路径信息的加工头12的移动轨迹,所述加工路径信息用于使加工头12沿着工件W的表面相对移动,以对表面与XY平面平行的工件W进行加工。随后,对下述示例进行说明,即,在如图10的(a)所示那样已生成有使加工头12移动的加工路径信息的状况下,如图10的(b)所示,生成表示工件W的表面相对于XY平面而倾斜(即,工件W的位置(姿势)与所设想的位置(姿势)不同)的工件信息。此时,当加工头12基于已生成的加工路径信息而相对于工件W移动时,如图10的(b)所示,加工头12无法沿着相对于工件W的表面而平行的移动轨迹移动。因此,控制装置4也可如图10的(c)所示,对已生成的加工路径信息进行修正,以成为用于使加工头12沿着与相对于XY平面而倾斜的工件W的表面平行的移动轨迹相对移动的加工路径信息。
所述的说明中,控制装置4对加工控制信息进行修正,以使加工头12相对于工件W而沿着所期望的移动轨迹相对移动。但控制装置4也可除了对加工控制信息进行修正以外或者取代于此,而对与工件W的位置相关的信息进行修正,以使加工头12相对于工件W而沿着所期望的移动轨迹相对移动。总而言之,在第二物体(例如,加工头12)相对于作为基准的第一物体(例如,工件W)而相对移动的状况中,控制装置4也可对与第一物体相关的信息以及与第二物体相关的信息的至少一者进行修正,以使第二物体相对于第一物体而沿着所期望的移动轨迹相对移动。
控制装置4也可使用工件信息中的一部分来修正(或者,生成)加工控制信息。具体而言,如上所述,工件信息是基于工件测量信息与模型信息而生成。此处,工件测量信息是通过实际测量工件W的第一区域W1而获得的信息。因此,设想工件信息中所含的与第一区域W1的形状(进而,位置以及尺寸)相关的信息跟包含在工件信息中且基于模型信息而生成的与第二区域W2的形状(进而,位置以及尺寸)相关的信息相比,可靠性高。因此,控制装置4也可使用工件信息中的与第一区域W1的状态(即,形状、位置以及尺寸的至少一者)相关的信息来修正(或者,生成)加工控制信息。
再次在图4中,随后,控制装置4基于在步骤S15中生成的加工控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者,以加工工件W(步骤S16)。即,加工系统SYSa开始工件W的加工。因此可以说,在第一加工动作中,测量装置212是在加工单元1开始加工工件W之前测量了工件W的形状。可以说控制装置4是在加工单元1开始加工工件W之前生成了工件信息。此外,由于加工控制信息是基于工件测量信息与模型信息而生成,因此也可视为控制装置4是基于工件测量信息以及模型信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W。
此处,如上所述,工件信息包含:工件测量信息所示的与第一区域W1的状态相关的信息、以及对位处理的结果所示的与第二区域W2的状态相关的信息。此时,也可视为控制装置4是基于工件信息中的与第一区域W1的状态相关的信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W的第一区域W1。换言之,也可视为控制装置4是基于工件测量信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W的第一区域W1。即,也可视为第一区域W1是使用工件测量信息受到加工。同样地,也可视为控制装置4是基于工件信息中的与第二区域W2的状态相关的信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W的第二区域W2。换言之,也可视为控制装置4是使用模型信息中的至少一部分(更具体而言,使用利用模型信息中的至少一部分所进行的对位处理的结果)来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W的第二区域W2。即,也可视为第二区域W2是使用模型信息受到加工。
随后,在工件W的加工完成后,测量装置211以及212的至少一者对经加工的工件W进行测量(步骤S17)。控制装置4也可基于测量装置211以及212的至少一者的测量结果(即,工件测量信息)来判定工件W是否受到适当加工。即,控制装置4也可判定工件W的加工品质是否适当。但也可不进行步骤S17的动作。
通过进行以上说明的第一加工动作,即便在工件W的一部分不含在测量装置212的测量视野内的情况下,控制装置4也能够生成包含与不含在测量装置212的测量视野内的工件W的一部分在载台32上的状态相关的信息的工件信息。因此,加工系统SYSa能够基于工件信息来适当地加工工件W。尤其,加工系统SYSa也可不再反复进行变更测量装置212与工件W的位置关系,随后使用测量装置212来测量工件W的至少一部分的形状等的动作,直至工件W的整体形状等被测量装置212测量到为止。因此,加工系统SYSa能够适当地加工工件W,而不会使与工件W的加工相关的生产率恶化。
此外,在第一加工动作中,测量装置211以及212的至少一者也可对工件W中的通过加工单元1进行加工的加工部分的形状进行测量。另一方面,测量装置211以及212的至少一者也可不对工件W中的不通过加工单元1进行加工的非加工部分的形状进行测量。此时,也可为,与加工部分的形状相关的信息是从工件测量信息获取,与非加工部分的形状相关的信息是从模型信息获取。
而且,在第一加工动作中,也可由用户预先指定工件W中的通过测量装置211以及212的至少一者来测量形状的测量部分、与工件W中的不通过测量装置211以及212的至少一者来测量形状的非测量部分。
(1-2-1-2)第二加工动作
继而,一边参照图11,一边对第二加工动作进行说明。图11是表示第二加工动作的流程的流程图。此外,以下,对于已说明的动作,标注相同的步骤编号,由此,省略其详细说明。
如图11所示,在第二加工动作中,也与第一加工动作同样地载置工件W(步骤S11),加工系统SYSa对工件W的载置误差进行修正(步骤S12)。
随后,测量装置212测量工件W的至少一部分的形状(步骤S231)。随后,测量装置211测量工件W的至少一部分的形状(步骤S232)。即,第二实施方式中,由测量装置211以及212这两者测量工件W的至少一部分的形状。此外,步骤S231以及S232各自的动作也可与所述图4的步骤S13的动作相同。
测量装置211也可对工件W中的已由测量装置212测量了形状的已测量部分(例如,所述的第一区域W1的至少一部分)的形状进行测量。例如,若包含测量装置212的测量结果的工件测量信息所示的已测量部分的形状、与模型信息所示的已测量部分的形状的差异(以下,称作“形状差异”)大于规定的容许阈值TH2,则有可能工件测量信息以及模型信息的其中任一者的可靠性低。此时,在第一实施方式中,原则上视为工件测量信息的可靠性比模型信息高。但是,根据情况,工件测量信息的可靠性有可能比模型信息低。因此,第二实施方式中,在与测量装置212的测量结果相关的形状差异大于容许阈值TH2的情况下,也可由测量精度比测量装置212高的测量装置211来测量已测量部分的形状。此时,为了生成工件信息,控制装置4也可除了表示测量装置212的测量结果的工件测量信息以外或者取代于此,而使用表示测量装置211的测量结果的工件测量信息来生成工件信息。另一方面,在与测量装置212的测量结果相关的形状差异小于容许阈值TH2的情况下,设想工件测量信息的可靠性高。此时,测量装置211也可不测量已测量部分的形状。此外,也可为:即便在与测量装置212的测量结果相关的形状差异大于容许阈值TH2的情况下,测量装置211也不测量已测量部分的形状。
此外,形状差异也可指工件测量信息所示的已测量部分(例如,第一区域W1)的形状与模型信息所示的工件模型WM中的与已测量部分对应的部分的形状的差异(实质上为位置的差异)。为了算出形状差异,控制装置4也可进行所述的对位处理,并算出工件测量信息所示的已测量部分(例如,第一区域W1)的形状、与进行了对位处理的工件模型WM中的与已测量部分对应的部分的形状的差异。
此种形状差异也可以说是表示工件W的制造精度(换言之,制造品质)的信息。其原因在于,制造精度越高,则形状差异越接近零。因此,控制装置4也可预先将与形状差异相关的信息存储为日志信息。日志信息也可为了评估工件W的制造精度而使用。
而且,第二加工动作中所用的容许阈值TH2也可设定为能够区分下述状态的期望值,即:形状差异大到为了达成能够适当加工工件W这一目的而无法忽略的程度的状态、以及形状差异小到为了达成能够适当加工工件W这一目的而即便忽略也无问题的程度的状态。
也可使用具有互不相同的值的多个容许阈值TH2。例如也可使用第一容许阈值TH2与第二容许阈值TH2,所述第一容许阈值TH2是跟与工件W中的通过加工单元1进行加工的加工部分的测量结果相关的形状差异进行比较,所述第二容许阈值TH2是跟与工件W中的不通过加工单元1进行加工的非加工部分的测量结果相关的形状差异进行比较。此时,第一容许阈值TH2也可为与第二容许阈值TH2不同的值。第一容许阈值TH2也可为比第二容许阈值TH2大的值。
而且,也可由用户预先指定工件W中的由测量精度相对较高的测量装置211来测量形状的高精度测量部分、与工件W中的由测量精度相对较低的测量装置212来测量形状的低精度测量部分。也可为,工件W中的通过加工单元1进行加工的加工部分的形状由测量精度相对较低的测量装置212予以测量,工件W中的不通过加工单元1进行加工的非加工部分的形状由测量精度相对较低的测量装置212予以测量。
测量装置211也可对作为进行所述图案匹配时所用的测量特征点而提取的工件W的一部分的状态进行测量。此时,测量特征点的状态得到更高精度地测量,因此模型信息所示的工件模型WM与工件测量信息所示的工件W的对位(例如图案匹配)可更高精度地进行。
如上所述,在测量装置211的测量视野的至少一部分不包含在测量装置212的测量视野的至少一部分的情况下,不含在测量装置212的测量视野内的工件W的一部分有可能包含在测量装置211的测量视野内。或者,在测量装置211的测量视野的大小比测量装置212的测量视野大的情况下,不含在测量装置212的测量视野内的工件W的一部分有可能包含在测量装置211的测量视野内。例如,在测量装置211是可使测量视野移动的测量装置的情况下,不含在测量装置212的测量视野内的工件W的一部分有可能包含在测量装置211的测量视野内。此时,测量装置211也可对工件W中的、测量装置212尚未测量形状的未测量部分的形状进行测量。
随后,在第二加工动作中,也与第一加工动作同样,控制装置4使用模型信息与工件测量信息这两者来生成工件信息(步骤S14),基于工件信息生成加工控制信息(步骤S15),并基于加工控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W(步骤S16)。
通过进行以上说明的第二加工动作,加工系统SYSa能够享有与通过进行所述第一加工动作可享有的效果同样的效果。
(1-2-1-3)第三加工动作
继而,一边参照图12,一边说明第三加工动作。图12是表示第三加工动作的流程的流程图。
如图12所示,在第三加工动作中,也与第一加工动作同样,载置工件W(步骤S11),加工系统SYSa对工件W的载置误差进行修正(步骤S12),测量装置212测量工件W的形状(步骤S13)。
随后,控制装置4判定工件测量信息所示的工件W的形状(具体而言,第一区域W1的形状)与模型信息所示的工件W的形状的差异(即,形状差异)是否大于规定的容许阈值TH3(步骤S31)。此外,第三加工动作中所用的容许阈值TH3既可与第二加工动作中所用的容许阈值TH2相同,也可不同。容许阈值TH3也可被设定为根据与容许阈值TH2同样的观点而定的期望值。
若步骤S31中的判定结果是判定为形状差异大于容许阈值TH3(步骤S31:是),则设想有可能工件测量信息以及模型信息的其中任一者的可靠性低。此时,第三加工动作中,与第一实施方式同样,原则上视为工件测量信息的可靠性比模型信息高。即,控制装置4不使用设想为可靠性低的模型信息而生成工件信息。
为了不使用模型信息而生成工件信息,测量装置212依序测量工件W的多个部分(步骤S32)。具体而言,控制装置4反复进行下述动作,即,变更测量装置212与工件W的位置关系,以使工件W中的测量装置212尚未测量形状的未测量部分(例如,第二区域W2)的至少一部分新包含到测量装置212的测量视野内,随后,使用测量装置212来测量未测量部分的至少一部分的形状等。例如,图13的(a)表示在测量装置212与工件W的位置关系处于第一位置关系的情况下对工件W的形状进行测量的测量装置212。在测量装置212与工件W的位置关系处于第一位置关系的情况下,工件W的第一区域W1包含在测量装置212的测量视野内,另一方面,工件W的第二区域W2不含在测量装置212的测量视野内。图13的(b)表示在测量装置212与工件W的位置关系由第一位置关系变更为第二位置关系后对工件W的形状进行测量的测量装置212。如图13的(a)以及图13的(b)所示,当测量装置212与工件W的位置关系受到变更时,原本不含在测量装置212的测量视野内的工件W的第二区域W2的至少一部分将新包含到测量装置212的测量视野内。例如,在测量装置212与工件W的位置关系受到变更之前不含在测量装置212的测量视野内的工件W的第二区域W2的一部分即第三区域W3,在测量装置212与工件W的位置关系受到变更之前包含在测量装置212的测量视野内。其结果,测量装置212能够测量第三区域W3的形状。
控制装置4反复进行变更测量装置212与工件W的位置关系,随后使用测量装置212来测量工件W的至少一部分的形状等的动作,直至整个工件W包含在测量装置212的测量视野内(即,工件W的整体形状等被测量装置212测量到)为止。但控制装置4也可反复进行变更测量装置212与工件W的位置关系,随后使用测量装置212来测量工件W的至少一部分的形状等的动作,直至工件W中的一定比例包含在测量装置212的测量视野内(即,工件W的一定比例的形状等被测量装置212测量到)为止。
控制装置4通过反复进行所述动作,能够获取表示工件W的多个部分的测量结果的工件测量信息。控制装置4使用所获取的工件测量信息来作为工件信息。
另一方面,若步骤S31中的判定结果是判定为形状差异不大于容许阈值TH3,则设想工件测量信息以及模型信息这两者的可靠性高。因此,在此情况下,在第三加工动作中,也与第一加工动作同样,控制装置4使用模型信息与工件测量信息这两者来生成工件信息(步骤S14)。
随后,在第三加工动作中,也与第一加工动作同样,控制装置4基于工件信息来生成加工控制信息(步骤S15),并基于加工控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W(步骤S16)。
通过进行以上说明的第三加工动作,加工系统SYSa能够享有与通过进行所述第一加工动作可享有的效果同样的效果。进而,在第三加工动作中,在设想模型信息的可靠性低的场景下,加工系统SYSa反复进行下述动作,即,变更测量装置212与工件W的位置关系,以使工件W的未测量部分的至少一部分包含在测量装置212的测量视野内,随后,使用测量装置212来测量未测量部分的至少一部分的形状等。其结果,加工系统SYSa能够防止因基于可靠性低的模型信息来加工工件W所造成的工件W的加工品质的下降。即,在第三加工动作中,加工系统SYSa在设想模型信息的可靠性低的场景下,比起防止与加工的工件W的加工相关的生产率的恶化,优选防止因可靠性低的模型信息所引起的工件W的加工品质的下降。其结果,加工系统SYSa能够高精度地加工工件W。另一方面,加工系统SYSa在设想模型信息的可靠性不低的场景下,由于因可靠性低的模型信息导致工件W的加工品质下降的可能性低,因此优选防止与工件W的加工相关的生产率的恶化。其结果,加工系统SYSa既能防止与工件W的加工相关的生产率的恶化,又能高精度地加工工件W。
此外,所述的说明中,在形状差异大于容许阈值TH3的情况下,测量装置212依序测量工件W的多个部分,且控制装置4使用表示工件W的多个部分的测量结果的工件测量信息来作为工件信息。此处,相当于表示工件W的多个部分(典型的是,整体)的测量结果的工件测量信息的工件信息的可靠性应比基于表示工件W的一部分(例如,仅第一区域W1)的测量结果的工件测量信息以及模型信息而生成的工件信息高。即,相当于表示工件W的多个部分的测量结果的工件测量信息的工件信息与基于表示工件W的一部分的测量结果的工件测量信息以及模型信息而生成的工件信息相比较,应更高精度地表示了载台32上的工件W的状态。因此,在优选高精度地加工工件W的情况下,也可为,测量装置212依序测量工件W的多个部分,且控制装置4使用表示工件W的多个部分的测量结果的工件测量信息来作为工件信息。另一方面,如上所述,在测量装置212依序测量工件W的多个部分的情况下,与工件W的加工相关的生产率将恶化。因此,在优选防止与工件W的加工相关的生产率的恶化的情况下,控制装置4也可使用模型信息与工件测量信息这两者来生成工件信息。即,也可跟形状差异与容许阈值TH3的大小关系无关地,在高精度加工模式与生产率提高模式之间切换加工系统SYSa的动作模式,所述高精度加工模式是通过使用表示工件W的多个部分的测量结果的工件测量信息作为工件信息来高精度地加工工件W的模式,所述生产率提高模式是通过使用模型信息与工件测量信息这两者来生成工件信息而以工件W的加工的生产率为优先的模式。
而且,所述的说明中,反复进行测量装置212对工件W的至少一部分的形状进行测量的动作,直至测量出工件W的整体的形状为止。但是,也可反复进行测量装置212对工件W的至少一部分的形状进行测量的动作,直至测量出工件W中的通过加工单元1进行加工(即,预定要加工)的加工部分的形状为止。即,也可不测量工件W中的不通过加工单元1进行加工(即,未预定要加工)的非加工部分的形状。
(1-2-1-4)第四加工动作
继而,一边参照图14,一边对第四加工动作进行说明。图14是表示第四加工动作的流程的流程图。
如图14所示,在第四加工动作中,也与第一加工动作同样,载置工件W(步骤S11),加工系统SYSa对工件W的载置误差进行修正(步骤S12),测量装置212测量工件W的形状(步骤S13),控制装置4使用工件测量信息以及模型信息这两者来生成工件信息(步骤S14),控制装置4基于工件信息来生成加工控制信息(步骤S15),控制装置4基于加工控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W(步骤S16)。
在加工单元1开始加工工件W后,测量装置212测量工件W的至少一部分的形状(步骤S41)。即,在第四加工动作中,测量装置212在加工单元1开始加工工件W后的加工期间的至少一部分,测量工件W的至少一部分的形状(步骤S41)。此外,步骤S41的动作也可与步骤S13的动作相同,因此省略其详细说明。此外,在步骤S41中,也与步骤S13同样,也可取代测量装置212而由测量装置211测量工件W的至少一部分的形状。
在加工单元1开始加工工件W后,工件W与测量装置212的位置关系有时会改变。测量装置212也可在加工单元1开始加工工件W后工件W与测量装置212的位置关系发生了改变的情况下,测量工件W的至少一部分的形状。此时,如使用所述的图13的(a)以及图13的(b)所说明的那样,在加工单元1开始加工工件W之前不含在测量装置212的测量视野内的工件W的第二区域W2的至少一部分(例如,第三区域W3)在加工单元1开始加工工件W后将新包含到测量装置212的测量视野内。其结果,测量装置212对于在加工单元1开始加工工件W之前无法测量形状的工件W的第二区域W2的至少一部分(例如,第三区域W3)的形状,能够在加工单元1开始加工工件W后进行测量。即,控制装置4对于在加工单元1开始加工工件W之前无法获取的、表示第二区域W2的至少一部分(例如,第三区域W3)的形状的测量结果的工件测量信息,能够在加工单元1开始加工工件W后予以获取。在以下的第四加工动作的说明中,对下述示例进行说明,即,在步骤S41中,测量装置212测量第三区域W3的形状,控制装置4获取表示第三区域W3的形状的测量结果的工件测量信息。
随后,控制装置4判定在步骤S41中获取的工件测量信息所示的工件W的形状(即,第三区域W3的形状)与模型信息所示的工件W的形状(即,第三区域W3的形状)的差异(即,形状差异)是否大于规定的容许阈值TH4(步骤S42)。此外,第四加工动作中所用的容许阈值TH4既可与第二加工动作中所用的容许阈值TH2以及第三加工动作中所用的容许阈值TH3的至少一者相同,也可不同。容许阈值TH4也可被设定为根据与容许阈值TH2以及TH3的至少一者同样的观点而定的期望值。
若步骤S42中的判定结果是判定为形状差异大于容许阈值TH4(步骤S42:是),则设想模型信息所示的第三区域W3的形状并不准确。因此,设想在加工单元1开始加工工件W之前所生成的工件信息未准确地表示出第三区域W3的状态。因此,在此情况下,控制装置4基于表示第三区域W3的形状的测量结果的工件测量信息来重新生成工件信息(步骤S43)。具体而言,控制装置4使用与基于表示第一区域W1的形状的测量结果的工件测量信息及模型信息来生成加工控制信息的方法同样的方法,基于表示第一区域W1及第三区域W3的形状的测量结果的工件测量信息以及模型信息来生成工件信息。即,控制装置4也可通过将工件测量信息中所含的与工件W的第一区域W1以及第三区域W3各自的形状、位置及尺寸相关的信息和与工件模型WM中的除了第一区域W1及第三区域W3以外的部分的形状、位置及尺寸相关的信息予以合成,来重新生成包含与工件W的形状、位置以及尺寸相关的信息的工件信息。
随后,控制装置4基于在步骤S43中重新生成的工件信息来修正加工控制信息(步骤S44)。此外,控制装置4也可不在步骤S43中重新生成工件信息,而是基于表示第三区域W3的形状的测量结果的工件测量信息来直接修正加工控制信息。
另一方面,若步骤S42中的判定结果是判定为形状差异小于容许阈值TH4(步骤S42:否),设想模型信息所示的第三区域W3的形状准确。因此,设想在加工单元1开始加工工件W之前所生成的工件信息准确地表示了第三区域W3的状态。此时,控制装置4也可不重新生成工件信息。
以下,加工系统SYSa反复进行步骤S16以及步骤S41至步骤S44的动作,直至工件W的加工结束为止(步骤S45)。在工件W的加工完成后,测量装置211以及212的至少一者也可对经加工的工件W进行测量(步骤S17)。
通过进行以上说明的第四加工动作,加工系统SYSa能够享有与通过进行所述第一加工动作可享有的效果同样的效果。进而,在第四加工动作中,在加工单元1开始加工工件W后工件W与测量装置212的位置关系发生了改变的情况下,加工系统SYSa能够使用测量装置212来测量在加工单元1开始加工工件W之前无法测量形状的工件W的第三区域W3的形状。因此,在第四加工动作中,测量装置212一次都未测量过形状的工件W的未测量部分相对于工件W整体所占的比例逐渐变小。其结果,基于模型信息而补充的信息(即,与未测量部分的状态相关的信息)相对于工件信息所占的比例逐渐变小。即,工件信息所示的工件W的状态逐渐变得准确。因此,与在加工单元1开始加工工件W后不重新生成工件信息的情况相比较,加工系统SYSa能够高精度地加工工件W。
(1-2-1-5)第五加工动作
继而,一边参照图15,一边对第五加工动作进行说明。图15是表示第五加工动作的流程的流程图。
如图15所示,在第五加工动作中,也与第四加工动作同样,载置工件W(步骤S11),加工系统SYSa对工件W的载置误差进行修正(步骤S12),测量装置212测量工件W的形状(步骤S13),控制装置4使用工件测量信息以及模型信息这两者来生成工件信息(步骤S14),控制装置4基于工件信息来生成加工控制信息(步骤S15),控制装置4基于加工控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W(步骤S16)。
在加工单元1开始加工工件W后,测量装置212测量工件W的至少一部分的形状(步骤S51)。即,在第五加工动作中,也与第四加工动作同样,测量装置212在加工单元1开始加工工件W后的加工期间的至少一部分,测量工件W的至少一部分的形状(步骤S51)。此外,步骤S53的动作也可与步骤S13的动作相同,因此省略其详细说明。
随后,在第五加工动作中,也与第四加工动作同样,控制装置4判定形状差异是否大于容许阈值TH4(步骤S42)。
若步骤S42中的判定结果是判定为形状差异大于容许阈值TH4(步骤S42:否),则在第五加工动作中,也与第四加工动作同样,控制装置4基于在加工单元1开始加工工件W后所获取的工件测量信息(即,表示第三区域W3的形状的测量结果的工件测量信息),来重新生成工件信息(步骤S43)。但在第五加工动作中,测量精度比测量装置212高的测量装置211改为测量第三区域W3(即,在加工单元1开始加工工件W之前无法测量形状的工件W的一部分)的形状(步骤S52)。随后,控制装置4基于通过测量装置211测量第三区域W3而获取的工件测量信息,来重新生成工件信息(步骤S43)。
随后,在第五加工动作中,也与第四加工动作同样,控制装置4基于在步骤S43中重新生成的工件信息来修正加工控制信息(步骤S44)。而且,若步骤S42中的判定结果是判定为形状差异小于容许阈值TH4(步骤S42:否),则测量装置211也可不测量第三区域W3,控制装置4也可不重新生成工件信息。
通过进行以上说明的第五加工动作,加工系统SYSa能够享有与通过进行所述第五加工动作可享有的效果同样的效果。进而,在第五加工动作中,控制装置4基于通过测量精度比测量装置212高的测量装置211测量第三区域W3而获取的工件测量信息,来重新生成工件信息。因此,与基于通过测量装置212测量第三区域W3所获取的工件测量信息而重新生成的工件信息相比较,在第五加工动作中重新生成的工件信息更高精度地表示了工件W的状态的可能性高。因此,加工系统SYSa能够高精度地加工工件W。
(1-2-1-6)第六加工动作
继而,一边参照图16,一边对第六加工动作进行说明。图16是表示第六加工动作的流程的流程图。
第六加工动作是用于对具有相同的形状及尺寸的多个工件W进行加工的动作。以下,说明为了对具有相同的形状及尺寸的N(N为表示2以上的整数的常数)个工件W#1至W#N进行加工而进行的第六加工动作。
如图16所示,加工系统SYSa通过进行所述的第一至第五加工动作中的至少一个,而对最开始要加工的工件W#1进行加工(步骤S60)。此外,在通过进行第三加工动作来加工工件W#1的情况下,加工系统SYSa也可不进行图12的步骤S31的判定动作,而使用测量装置212来依序测量工件W的多个部分(图12的步骤S32)
随后,在工件W的加工完成后,将接下来应加工的工件W#2载置于载台32(步骤S61)。此外,步骤S61的动作也可与所述的图4的步骤S11的动作相同,因此省略其详细说明。
随后,控制装置4判定为了加工工件W#1而获取的工件测量信息所示的工件W#1的形状与模型信息所示的工件W#1的形状的差异(即,形状差异)是否大于规定的容许阈值TH5(步骤S62)。此外,第六加工动作中所用的容许阈值TH5既可与第二加工动作中所用的容许阈值TH2、第三加工动作中所用的容许阈值TH3以及第四加工动作中所用的容许阈值TH4的至少一个相同,也可不同。容许阈值TH5也可被设定为根据与容许阈值TH2至TH4的至少一个同样的观点而定的期望值。
若步骤S62中的判定结果是判定为形状差异小于容许阈值TH5(步骤S62:否),则设想实际的工件W#1的形状与模型信息所示的工件W#1的理想上或设计上的形状实质上相同。即,设想工件W#1以工件W#1的形状成为理想上或设计上的形状的方式得到高精度制造。此时,设想工件W#2至W#N也以工件W#2至W#N各自的形状成为理想上或设计上的形状的方式得到高精度制造。因此,为了加工工件W#1而生成的工件信息可视为不仅表示了工件W#1的状态(形状等),还表示了工件W#2至W#N各自的状态(形状等)。其结果,基于为了加工工件W#1而生成的工件信息所生成的加工控制信息不仅可利用作为用于加工工件W#1的信息,实质上还可利用作为用于分别加工工件W#2至W#N的信息。具体而言,例如,为了加工工件W#1而生成的加工路径信息不仅可利用作为表示加工头12相对于工件W#1的移动轨迹的信息,实质上还可利用作为表示加工头12分别相对于工件W#2至W#N的移动轨迹的信息。因此,在此情况下,控制装置4取代新生成用于分别加工工件W#2至W#N的加工控制信息,而使用为了加工工件W#1所生成的加工控制信息来作为用于分别加工工件W#2至W#N的加工控制信息。即,加工系统SYSa也可不进行用以生成用于分别加工工件W#2至W#N的加工控制信息的、后述的步骤S63至S65的动作。
另一方面,若步骤S62中的判定结果是判定为形状差异大于容许阈值TH5(步骤S62:是),则设想实际的工件W#1的形状与模型信息所示的工件W的理想上或设计上的形状不同。即,由于工件W#1的制造精度低,因此设想工件W#1的形状未成为理想上或设计上的形状。此时,工件W#2至W#N的至少一者的制造精度也有可能同样低。因此,如上所述,为了加工工件W#1而生成的工件信息有可能未表示出工件W#2至W#N各自的状态(形状等)。其结果,基于为了加工工件W#1而生成的工件信息所生成的加工控制信息有可能无法利用作为用于分别加工工件W#2至W#N的信息。因此,在此情况下,控制装置4新生成用于分别加工工件W#2至W#N的加工控制信息。具体而言,测量装置212测量工件W#2的形状(步骤S63),控制装置4使用工件测量信息以及模型信息这两者来生成工件信息(步骤S64),控制装置4基于工件信息来生成加工控制信息(步骤S65)。此外,步骤S63至S65的动作也可分别与所述的图4的步骤S13至S15的动作相同,因此省略其详细说明。
在步骤S63中,测量装置212也可选择性地测量工件W#2中的形状差异相对较大的部分的形状。例如,控制装置4也可基于为了加工工件W#1而获取的工件测量信息与模型信息,来确定工件W#2中的、相对于模型信息所示的工件W的形状的差异相对较大的关注部分。关注部分也可包含工件W#1中的、与相对于模型信息所示的工件W的形状的差异相对较大的部分对应的部分。随后,测量装置212也可选择性地测量关注部分的形状。
随后,控制装置4基于加工控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以加工工件W#2(步骤S66)。在工件W#2的加工完成后,测量装置211以及212的至少一者也可测量经加工的工件W#2(步骤S67)。此外,步骤S66至S67的动作也可分别与所述的图4的步骤S16至S17的动作相同,因此省略其详细说明。
以下,反复进行步骤S61至步骤S67为止的动作,直至多个工件W(即,N个工件W#1至W#N)的加工完成为止(步骤S68)。
通过进行以上说明的第六加工动作,加工系统SYSa能够享有与通过进行所述第一加工动作可享有的效果同样的效果。进而,在第六加工动作中,控制装置4也可不再生成与多个工件W分别对应的多个工件信息。控制装置4也可不再生成与多个工件W分别对应的多个加工控制信息。因此,跟生成与多个工件W分别对应的多个工件信息(进而,生成与多个工件W分别对应的多个加工控制信息)的情况相比较,与加工的工件W的加工相关的生产率提高。
(1-2-2)测量动作
继而,一边参照图17,一边对测量动作进行说明。图17是表示测量动作的流程的流程图。
如图17所示,在测量动作中,也与加工动作同样,载置工件W(步骤S11),加工系统SYSa对工件W的载置误差进行修正(步骤S12)测量装置212测量工件W的形状(步骤S13),控制装置4使用工件测量信息以及模型信息这两者来生成工件信息(步骤S14)。
随后,控制装置4生成测量控制信息(步骤S71)。测量控制信息也可包含用于供控制装置4控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以测量工件W的信息。
测量控制信息也可包含测量路径信息。测量路径信息也可视为等价于与测量头21以及载台32(工件W)的至少一者的移动轨迹相关的信息。即,测量路径信息也可视为等价于用于使测量头21以及载台32(工件W)的至少一者移动的信息。当测量头21以及载台32的至少一者移动时,测量头21与载台32(工件W)的位置关系改变。因此,测量路径信息也可视为等价于用于变更测量头21与载台32(工件W)的位置关系的信息。
测量路径信息与包含用于控制加工头12的移动或位置的信息的加工路径信息的不同之处在于,包含用于控制测量头21的移动或位置的信息。测量路径信息的其他特征也可与加工路径信息的其他特征相同。因而,控制装置4也可利用与生成加工路径信息(进而,加工控制信息)的情况同样的方法生成测量控制信息。例如,控制装置4也可生成包含用于配合工件W的状态(形状等)来使测量头21以及载台32的至少一者移动的信息的测量控制信息。例如,若设想了已生成的测量控制信息的工件W的状态与工件信息所示的工件W的状态不同,则控制装置4也可对已生成的测量控制信息进行修正,以生成与工件信息所示的工件W的状态相应的适当的测量控制信息。
如上所述,工件信息包含:与测量装置212所测量的第一区域W1的状态相关的信息、以及与测量装置212尚未测量的第二区域W2的状态相关的信息。此时,控制装置4也可基于工件信息(尤其是与第二区域W2的状态相关的信息)来生成测量控制信息,以使测量装置211以及212的至少一者对测量装置212尚未测量的第二区域W2的至少一部分的形状进行测量。例如,控制装置4也可生成测量控制信息,以使测量装置211以及212的至少一者对测量装置212尚未测量的第二区域W2的至少一部分即第三区域W3(参照图13的(b))的形状进行测量。
随后,控制装置4基于在步骤S71中生成的测量控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者,以使测量装置211以及212的至少一者测量工件W的形状(步骤S71)。例如,控制装置4也可基于测量控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者,以使测量装置211以及212的至少一者对测量装置212尚未测量的第二区域W2的至少一部分即第三区域W3(参照图13的(b))的形状进行测量。此外,在测量装置212在步骤S13中测量了工件W的第一区域W1的形状的情况下,若测量头21与工件W的位置关系未变更,则有可能测量装置211以及212这两者无法测量第三区域W3的形状。因此,在此情况下,控制装置4也可基于测量控制信息来控制头驱动系统22以及载台驱动系统33的至少一者,以变更测量头21与工件W的位置关系,直至第三区域W3包含在测量装置211以及212的至少一者的测量视野内为止。在对测量头21与工件W的位置关系进行了变更,直至第三区域W3包含在测量装置211以及212的至少一者的测量视野内为止之后,测量装置211以及212的至少一者测量第三区域W3的形状。
表示步骤S13以及S72中的测量结果的工件测量信息也可被用于生成加工控制信息。此时,控制装置4也可取代通过进行所述的第一至第六加工动作的一部分来生成加工控制信息,而基于表示步骤S13以及S72中的测量结果的工件测量信息来生成加工控制信息。
通过进行以上说明的测量动作,即便在工件W的一部分不含在测量装置212的测量视野内的情况下,控制装置4也能够生成包含与不含在测量装置212的测量视野内的工件W的一部分在载台32上的状态相关的信息的工件信息。因此,加工系统SYSa能够基于工件信息来适当地测量工件W。
作为进行此种测量动作的场景的一例,可列举生成下述加工控制信息的场景,所述加工控制信息用于对规定形成于工件W的孔的内壁的内部进行加工。此时,首先,测量装置211以及212的至少一者测量工件W的至少一部分的形状,控制装置4使用工件测量信息以及模型信息这两者来生成工件信息。随后,控制装置4使用所生成的工件信息来生成测量控制信息,所述测量控制信息是用于供控制装置4控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以对形成于工件W的孔的形状进行测量(例如,对包围孔的内壁的形状进行测量)。随后,控制装置4基于测量控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者,以使测量装置211以及212的至少一者对形成于工件W的孔的形状进行测量。随后,控制装置4使用工件测量信息来生成加工控制信息,所述加工控制信息是用于供控制装置4控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以对规定形成于工件W的孔的内壁进行加工。随后,控制装置4基于加工控制信息来控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者,以对规定形成于工件W的孔的内壁进行加工。
此外,控制装置4也可在进行第一至第三加工动作的至少一个加工动作的过程中,基于在加工单元1开始加工工件W之前所生成的工件信息(即,在步骤S14中所生成的工件信息)来生成测量控制信息。即,控制装置4也可在加工单元1开始加工工件W之前的非加工期间的至少一部分,基于在加工单元1开始加工工件W之前所生成的工件信息来生成测量控制信息。所述测量控制信息也可包含下述信息,即,用于在加工单元1开始加工工件W后的加工期间的至少一部分控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以测量工件W的信息。所述测量控制信息也可包含下述信息,即,用于在加工单元1开始加工工件W之前的非加工期间的至少一部分控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以测量工件W的信息。所述测量控制信息也可包含下述信息,即,用于在加工单元1对工件W加工结束后的加工结束期间的至少一部分控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以测量工件W的信息。
而且,控制装置4也可在进行第四至第五加工动作的至少一个加工动作的过程中,基于在加工单元1开始加工工件W后再次生成的工件信息(即,在步骤S43中重新生成的工件信息)来生成测量控制信息。即,控制装置4也可在加工单元1开始加工工件W后的加工期间的至少一部分,基于在加工单元1开始加工工件W后重新生成的工件信息来生成测量控制信息。所述测量控制信息也可包含下述信息,即,用于在加工单元1开始加工工件W后的加工期间的至少一部分控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以测量工件W的信息。所述测量控制信息也可包含下述信息,即,用于在加工单元1对工件W加工结束后的加工结束期间的至少一部分控制加工单元1、测量单元2以及载台单元3的至少一者以测量工件W的信息。
而且,在测量装置211以及212的至少一者依序测量形状及尺寸相同的多个工件W的情况下,加工系统SYSa也可进行与第六加工动作同样的动作。具体而言,在判定为形状差异小于容许阈值TH5的情况下,控制装置4也可取代新生成用于分别测量工件W#2至W#N的测量控制信息,而是使用为了测量工件W#1所生成的测量控制信息作为用于分别测量工件W#2至W#N的测量控制信息。
(2)第二实施方式的加工系统SYSb
继而,一边参照图18,一边对第二实施方式的加工系统SYS(以下,将第二实施方式的加工系统SYS称作“加工系统SYSb”)进行说明。图18是表示第二实施方式的加工系统SYSb的系统结构的系统结构图。此外,对于已说明的构成元件,标注相同的参照符号,由此省略其详细说明。
如图18所示,第二实施方式的加工系统SYSb与所述的第一实施方式的加工系统SYSa相比较,不同之处在于包括显示器6b。加工系统SYSb的其他特征也可与加工系统SYSa的其他特征相同。
显示器6b是可在控制装置4的控制下显示所期望的图像的显示装置。第二实施方式中,显示器6b也可显示包含与工件W相关的信息的图像。
例如,如上所述,工件W包含:已由测量装置211以及212的至少一者测量了形状的第一区域W1、以及测量装置211未曾测量形状且测量装置212尚未测量形状的第二区域W2。即,工件W包含:基于测量装置211以及212的至少一者的测量结果即工件测量信息进行加工的第一区域W1、以及基于模型信息进行加工的第二区域W2。此时,显示器6b也可显示下述图像,所述图像包含表示工件W的形状的工件形状信息、表示第一区域W1的第一区域信息、以及表示第二区域W2的第二区域信息。
包含工件形状信息、第一区域信息以及第二区域信息的图像的一例示于图19。如图19所示,显示器6b将通过拍摄工件W而获得或者模拟工件W而得的工件图像WI,以与第一区域W1对应的第一图像部分WI1和与第二区域W2对应的第二图像部分WI2可区分的显示形态予以显示。此时,也可以说,显示器6b中,重叠于与物体信息对应的工件图像WI而显示有相当于第一区域信息的第一图像部分WI1以及相当于第二区域信息的第二图像部分WI2。作为第一图像部分WI1与第二图像部分WI2可区分的显示形态的一例,可列举第一图像部分WI1的颜色与第二图像部分WI2的颜色不同的显示形态、以及第一图像部分WI1的亮度与第二图像部分WI2的亮度不同的显示形态的至少一种。此外,工件图像WI、第一图像部分WI1以及第二图像部分WI2的至少一个也可根据模型信息而生成。
显示器6b也可在加工单元1开始加工工件W之前,显示包含与工件W相关的信息的图像(例如,图19所示的第一图像部分WI1与第二图像部分WI2可区分的工件图像WI)。此时,显示器6b也可显示包含表示工件W的加工前形状的物体信息的图像(例如,通过拍摄加工前的工件W而获得或者模拟加工前的工件W的工件图像WI)。
显示器6b也可在加工单元1正在加工工件W的加工期间的至少一部分,显示包含与工件W相关的信息的图像(例如,图19所示的第一图像部分WI1与第二图像部分WI2可区分的工件图像WI)。此时,显示器6b也可显示包含表示工件W的加工中的形状的物体信息的图像(例如,通过拍摄加工中的工件W而获得或者模拟加工中的工件W的工件图像WI)。
显示器6b也可在加工单元1对工件W加工结束后,显示包含与工件W相关的信息的图像(例如,图19所示的第一图像部分WI1与第二图像部分WI2可区分的工件图像WI)。此时,显示器6b也可显示包含表示工件W的加工后形状的物体信息的图像(例如,通过拍摄加工后的工件W而获得或者模拟加工后的工件W的工件图像WI)。
以上说明的第二实施方式的加工系统SYSb可享有与所述的第一实施方式的加工系统SYSa可享有的效果同样的效果。进而,加工系统SYSb显示包含工件形状信息、第一区域信息以及第二区域信息的图像。因此,加工系统SYSb的操作员能够识别工件W的各部分是基于工件测量信息受到加工还是基于模型信息受到加工。
此外,工件W的第一区域W1是基于通过实际测量第一区域W1而获得的工件测量信息进行加工。因此,加工后的第一区域W1的形状与加工后的工件W的设计上的形状一致的可能性相对较高。即,第一区域W1得到高精度(换言之,高品质)加工的可能性相对较高。另一方面,工件W的第二区域W2是取代通过实际测量第二区域W2所获得的工件测量信息,而基于模型信息进行加工。因此,加工后的第二区域W2的形状有可能与加工后的工件W的设计上的形状不一致。即,第二区域W2有可能未得到高精度(换言之,高品质)加工。此时,加工系统SYSb的操作员通过参照显示于所述显示器6b的图像,能够区分得到高精度加工的可能性相对较高的第一区域W1与有可能未得到高精度加工的第二区域W2。其结果,操作员能够重点检查第二区域W2的加工品质。即,包含第一区域信息以及第二区域信息的图像可利用作为表示工件W的加工品质的信息。因此,控制装置4也可将第一区域信息以及第二区域信息预先存储为日志信息。日志信息也可被用于评估工件W的加工品质。
而且,加工系统SYSb也可取代显示器6b或者取代于此,而包括可将所期望的图像投影至所期望的投影面的投影机(即,投影装置)。例如,投影机也可将所期望的图像投影至工件W的表面的至少一部分。此时,工件W的表面的至少一部分被用作投影面。例如,投影机也可将与对工件W进行的加工的内容相关的信息投影至工件W的表面。例如,在以对工件W形成结构(例如,所述的肋条结构)的方式来加工工件W的情况下,投影机也可在加工单元1开始加工工件W之前,将模拟通过加工动作形成于工件W的结构的图像投影至工件W的表面。此时,加工系统SYSc的操作员能够在视觉上识别在实际载置于载台32的工件W上形成的结构。例如,投影机也可在加工单元1对工件W加工结束后,将模拟通过加工动作实际形成于工件W的结构的图像投影至工件W的表面。此时,加工系统SYSc的操作员能够在视觉上识别在实际载置于载台32的工件W上实际形成的结构。
(3)第三实施方式的加工系统SYSc
继而,对第三实施方式的加工系统SYS(以下,将第三实施方式的加工系统SYS称作“加工系统SYSc”)进行说明。第三实施方式的加工系统SYSc与所述的第一实施方式的加工系统SYSa相比,不同之处在于,也可通过对工件W照射加工光EL来进行工件W的增材加工。例如,加工系统SYSc也可通过进行增材加工而在工件W上形成三维结构物。
作为一例,加工系统SYSc例如也可进行基于激光金属沉积法(Laser MetalDeposition,LMD)的增材加工。此时,加工系统SYSc也可通过利用加工光EL来加工造形材料M而形成造形物。造形材料M是可通过规定强度以上的加工光EL的照射而熔融的材料。作为此种造形材料M,例如可使用金属性的材料以及树脂性的材料中的至少一者。但是,作为造形材料M,也可使用与金属性的材料以及树脂性的材料不同的其他材料。造形材料M为粉状的、或粒状的材料。即,造形材料M为粉粒体。但是,造形材料M也可并非粉粒体。例如,作为造形材料M,也可使用线状的造形材料以及气态的造形材料中的至少一者。但是,加工系统SYSc也可通过进行基于其他增材加工法的增材加工来形成三维结构物ST。
进行基于激光金属沉积法的增材加工的第三实施方式的加工系统SYSc的一例如图20以及图21所示。图20是表示第三实施方式的加工系统SYSc的系统结构的系统结构图。图21是表示第三实施方式的加工系统SYSc的外观的立体图。如图20以及图21所示,第三实施方式的加工系统SYSc与所述的第一实施方式的加工系统SYSa相比,不同之处在于,取代加工单元1而包括加工单元1c。加工系统SYSc与加工系统SYSa相比,不同之处在于,包括材料供给源7c。加工系统SYSc的其他特征也可与加工系统SYSa的其他特征同样。
加工单元1c与加工单元1相比,不同之处在于,取代加工头12而包括加工头12c。加工单元1c的其他特征也可与加工单元1的其他特征同样。加工头12c与加工头12相比,不同之处在于,还包括材料喷嘴122c。加工头12c的其他特征也可与加工头12的其他特征同样。
材料喷嘴122c供给(例如射出、喷射、喷出或喷吹)造形材料M。因此,材料喷嘴122c也可被称作材料供给装置。具体而言,材料喷嘴122c经由未图示的供给管而与作为造形材料M的供给源的材料供给源7c物理连接。材料喷嘴122c供给从材料供给源7c供给的造形材料M。材料喷嘴122c相对于照射光学系统121而对位,以朝向来自照射光学系统121的加工光EL的照射位置供给造形材料M。此外,也可为,材料喷嘴122c与照射光学系统121经对位,以使材料喷嘴122c对通过从照射光学系统121射出的加工光EL而形成的熔融池供给造形材料M。此外,材料喷嘴122c也可不对熔融池供给造形材料M。例如,加工系统SYSc也可在来自材料喷嘴122c的造形材料M到达工件W之前通过来自照射光学系统121的加工光EL来使所述造形材料M熔融,使已熔融的造形材料M附着于工件W。
此种第三实施方式的加工系统SYSc能够对工件W适当地进行增材加工。进而,加工系统SYSc能够享有与所述的第一实施方式的加工系统SYS可享有的效果同样的效果。
(4)第四实施方式的加工系统SYSd
继而,对第四实施方式的加工系统SYS(以下,将第四实施方式的加工系统SYS称作“加工系统SYSd”)进行说明。第四实施方式的加工系统SYSd与所述的第一实施方式的加工系统SYSa相比,不同之处在于,也可除了加工光EL以外或者取代于此,而使用用于对工件W进行机械加工的工具123d(参照后述的图22以及图23)来加工工件W。即,加工系统SYSd与加工系统SYSa相比,不同之处在于,也可对工件W进行机械加工。例如,加工系统SYSd也可通过使工具123d接触至工件W来对工件W进行切削加工、磨削加工、研磨加工或切断加工。例如,加工系统SYSd也可对工件W进行机械加工,以使工件W的形状成为所期望的形状。例如,加工系统SYSd也可对工件W进行机械加工,以对工件W形成所期望的结构。例如,加工系统SYSd也可对工件W进行机械加工,以对工件W的表面形成所期望的结构。例如,加工系统SYSd也可对工件W进行机械加工,以对工件W的表面进行研磨。
此种第四实施方式的加工系统SYSd的一例如图22以及图23所示。图22是表示第四实施方式的加工系统SYSd的系统结构的框图。图23是表示第四实施方式的加工系统SYSd的结构的剖面图。如图22以及图23所示,加工系统SYSd与加工系统SYSa相比,不同之处在于,也可不包括加工光源11。进而,加工系统SYSd与加工系统SYSa相比,不同之处在于,也可不包括照射光学系统121。具体而言,加工系统SYSd与加工系统SYSa相比,不同之处在于,取代包括包含照射光学系统121的加工头12的加工单元1,而包括加工单元1d,所述加工单元1d包括不包含照射光学系统121的加工头12d。即,加工系统SYSd与加工系统SYSa相比,不同之处在于,也可不包括用于对工件W照射加工光EL的构成要件。进而,加工系统SYSd与加工系统SYSa相比,不同之处在于,取代加工头12而包括包含工具123d的加工头12d。加工系统SYSd的其他特征也可与加工系统SYSa的其他特征同样。
此种第四实施方式的加工系统SYSd能够对工件W适当地进行机械加工。进而,加工系统SYSd能够享有与所述的第一实施方式的加工系统SYS可享有的效果同样的效果。
(5)其他的变形例
所述的说明中,加工单元1包括头驱动系统13。但是,加工单元1也可不包括头驱动系统13。即,加工头12也可不移动。所述的说明中,测量单元2包括头驱动系统22。但是,测量单元2也可不包括头驱动系统22。即,测量头21也可不移动。所述的说明中,载台单元3包括载台驱动系统33。但是,载台单元3也可不包括载台驱动系统33。即,载台32也可不移动。
所述的说明中,加工单元1(尤其是第一以及第二实施方式的加工单元1与第三实施方式的加工单元1c各自)通过对工件W照射加工光EL来加工工件W。但是,加工单元1也可对工件W照射与光不同的任意的能量射束(也可将此能量射束称作“加工射束”)来加工工件W。此时,加工单元1也可除了加工光源11以外或者取代于此,而包括可生成任意的能量射束的射束源。作为任意的能量射束的一例,可列举电子束以及聚焦离子束等带电粒子束。作为任意的能量射束的另一例,可列举电磁波。
所述的各实施方式的要件能够适当组合。也可不使用所述的各实施方式的要件中的一部分。所述的各实施方式的要件能够适当地与其他实施方式的要件置换。而且,在法律允许的范围内,援引在所述的各实施方式中所引用的与装置等相关的所有公开公报以及美国专利公开作为本文记载的一部分。
而且,本发明可在不违背能够从权利要求书以及说明书整体读取的发明的主旨或思想的范围适当变更,伴随如上所述的变更的加工系统以及显示装置也包含在本发明的技术思想中。
符号的说明
1:加工单元
12:加工头
13:头驱动系统
2:测量单元
21:测量头
211、212:测量装置
22:头驱动系统
3:载台单元
32:载台
33:载台驱动系统
4:控制装置
EL:加工光
SYS:加工系统
W:工件
Claims (68)
1.一种加工系统,包括:
加工装置,能够对物体进行加工;
测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的三维形状;以及
控制装置,控制所述加工装置,
所述控制装置基于所述物体的表面的第二区域的三维形状信息来控制所述加工装置,所述物体的表面的第二区域的三维形状信息是基于通过使用所述测量装置来测量所述物体的表面的第一区域而获得的测量结果与表示所述物体的至少一部分的三维模型的模型信息而求出,
所述第二区域的所述三维形状信息是不进行所述测量装置对所述第二区域的三维形状的测量而求出,
所述第二区域的至少一部分是由所述加工装置基于所述第二区域的所述三维形状信息进行加工。
2.一种加工系统,包括:
加工装置,能够对物体进行加工;
测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的三维形状;以及
显示装置,显示与所述物体相关的信息,
所述显示装置在所述加工装置对所述物体进行了加工后,显示:
物体信息,表示进行了所述加工的物体的形状;
第一加工区域信息,表示基于所述测量装置得出的测量结果进行了加工的第一加工区域;以及
第二加工区域信息,表示基于表示所述物体的至少一部分的三维模型的模型信息进行了加工的第二加工区域。
3.根据权利要求1所述的加工系统,其中
所述测量装置为第一测量装置,
所述加工系统还包括能够测量所述物体的至少一部分的三维形状的第二测量装置,
所述第二测量装置的测量精度比所述第一测量装置的测量精度低,并且
所述第二区域的所述三维形状信息是基于通过使用所述第一测量装置来测量所述第一区域而获得的所述测量结果、所述模型信息、以及通过使用所述第二测量装置来测量所述第二区域而获得的测量结果来求出。
4.根据权利要求2所述的加工系统,其中
所述测量装置为第一测量装置,
所述加工系统还包括能够测量所述物体的至少一部分的三维形状的第二测量装置,
所述第二测量装置的测量精度比所述第一测量装置的测量精度低,
所述第二加工区域是基于所述模型信息与所述第二测量装置得出的测量结果进行了加工的区域。
5.根据权利要求1或3所述的加工系统,其中
在所述测量装置配置于所述加工系统内的第一规定位置的情况下,
配置于所述加工系统内的第二规定位置的所述物体的所述第一区域包含在所述测量装置的可测量范围内,
配置于所述加工系统内的所述第二规定位置的所述物体的所述第二区域包含不含在所述测量装置的可测量范围内的部分。
6.根据权利要求2或4所述的加工系统,其中
在所述测量装置配置于所述加工装置的第一规定位置的情况下,
配置于所述加工装置的第二规定位置的所述物体的所述第一加工区域包含在所述测量装置的可测量范围内,
配置于所述加工装置的所述第二规定位置的所述物体的所述第二加工区域包含不含在所述测量装置的可测量范围内的部分。
7.根据权利要求1、3或5所述的加工系统,还包括:
显示装置,显示与所述物体相关的信息,
所述显示装置一同显示表示所述物体的形状的物体信息、以及表示所述第一区域的第一区域信息及表示所述第二区域的第二区域信息。
8.根据权利要求1、3、5或7所述的加工系统,其中
所述测量装置在所述加工装置开始加工所述物体之前,测量所述物体的至少一部分的三维形状,
所述控制装置在所述加工装置开始加工所述物体之前,求出所述第一区域的三维形状。
9.根据权利要求2、4或6所述的加工系统,其中
所述测量装置在所述加工装置开始加工所述物体之前,测量所述物体的至少一部分的三维形状,
所述加工系统包括控制装置,所述控制装置在所述加工装置开始加工所述物体之前,至少求出所述第一加工区域与所述第二加工区域的三维形状。
10.根据权利要求1、3、5、7或8所述的加工系统,其中
所述控制装置能够至少基于所述第一区域的三维形状来修正用于加工所述物体的加工控制信息,
所述加工装置能够基于修正后的加工控制信息来加工所述物体。
11.根据权利要求2、4、6或9所述的加工系统,其中
所述显示装置中,重叠于表示所述物体的物体信息而显示所述第一加工区域信息以及所述第二加工区域信息。
12.根据权利要求1、3、5、7、8或10所述的加工系统,其中
所述第二区域是与所述第一区域邻接的区域。
13.一种加工系统,包括:
加工装置,能够对物体进行加工;
测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及
控制装置,控制所述加工装置,
所述控制装置基于通过使用所述测量装置来测量所述物体的表面的第一区域而获得的测量结果与表示所述物体的表面的第二区域的形状的模型信息来控制所述加工装置。
14.一种加工系统,包括:
加工装置,能够对物体进行加工;
测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及
显示装置,显示与所述物体相关的信息,
所述显示装置显示表示所述物体的形状的物体信息、与使用所述测量装置得出的测量结果进行了加工的第一加工区域相关的第一加工区域信息、以及与使用表示所述物体的模型的模型信息中的至少一部分进行了加工的第二加工区域相关的第二加工区域信息。
15.根据权利要求13所述的加工系统,其中
所述测量装置为第一测量装置,
所述加工系统还包括能够测量所述物体的至少一部分的形状的第二测量装置,
所述第二测量装置的测量精度比所述第一测量装置的测量精度低,
基于通过使用所述第一测量装置来测量所述第一区域而获得的所述测量结果、所述模型信息、以及通过使用所述第二测量装置来测量所述第二区域而获得的测量结果,来求出所述第二区域的形状信息。
16.根据权利要求14所述的加工系统,其中
所述测量装置为第一测量装置,
所述加工系统还包括能够测量所述物体的至少一部分的形状的第二测量装置,
所述第二测量装置的测量精度比所述第一测量装置的测量精度低,
所述第二加工区域是基于所述模型信息与所述第二测量装置得出的测量结果进行了加工的区域。
17.根据权利要求13或15所述的加工系统,其中
所述测量装置被固定地配置在所述加工系统内,
被固定地配置在所述加工系统内的所述物体的所述第一区域包含在所述测量装置的可测量范围内,
被固定地配置在所述加工系统内的所述物体的所述第二区域包含不含在所述测量装置的可测量范围内的部分。
18.根据权利要求14或16所述的加工系统,其中
所述测量装置被固定地配置在所述加工装置内,
被固定地配置在所述加工装置内的所述物体的所述第一加工区域包含在所述测量装置的可测量范围内,
被固定地配置在所述加工装置内的所述物体的所述第二加工区域包含不含在所述测量装置的可测量范围内的部分。
19.根据权利要求13、15或17所述的加工系统,其中
所述测量装置能够移动,
位于所述加工装置的第一规定位置的所述物体的所述第一区域包含在位于第二规定位置的所述测量装置的可测量范围内,
位于所述加工装置的所述第一规定位置的所述物体的所述第二区域包含不含在位于所述第二规定位置的所述测量装置的可测量范围内的部分。
20.根据权利要求14、16或18所述的加工系统,其中
所述测量装置能够移动,
位于所述加工装置的第一规定位置的所述物体的所述第一加工区域包含在位于第二规定位置的所述测量装置的可测量范围内,
位于所述加工装置的所述第一规定位置的所述物体的所述第二加工区域包含不含在位于所述第二规定位置的所述测量装置的可测量范围内的部分。
21.根据权利要求13、15、17或19所述的加工系统,还包括:
显示装置,显示与所述物体相关的信息,
所述显示装置一同显示表示所述物体的形状的物体信息、以及表示所述第一区域的第一区域信息与表示所述第二区域的第二区域信息。
22.根据权利要求13、15、17、19或21所述的加工系统,其中
所述测量装置在所述加工装置开始加工所述物体之前,测量所述物体的至少一部分的形状,
所述控制装置在所述加工装置开始加工所述物体之前,求出所述第一区域的形状。
23.根据权利要求15所述的加工系统,其中
所述第一测量装置以及第二测量装置在所述加工装置开始加工所述物体之前,测量所述物体的至少一部分的形状,
所述控制装置在所述加工装置开始加工所述物体之前,至少求出所述第一区域与所述第二区域的形状。
24.根据权利要求13、15、17、19以及21至23中任一项所述的加工系统,其中
所述控制装置能够至少基于所述第一区域的形状来修正用于加工所述物体的加工控制信息,
所述加工装置能够基于修正后的加工控制信息来加工所述物体。
25.根据权利要求14、16、18以及20中任一项所述的加工系统,其中
所述显示装置中,重叠于显示所述物体的物体信息而显示所述第一加工区域信息以及所述第二加工区域信息。
26.根据权利要求21所述的加工系统,其中
所述显示装置在所述加工装置开始加工所述物体之前,显示所述第一区域信息以及第二区域信息的至少一者。
27.根据权利要求21或26所述的加工系统,其中
所述显示装置在所述加工装置加工所述物体的过程中,显示所述第一区域信息以及第二区域信息的至少一者。
28.根据权利要求21、26或27所述的加工系统,其中
所述显示装置在所述加工装置对所述物体加工结束后,显示所述第一区域信息以及第二区域信息的至少一者。
29.根据权利要求14、16、18、20或25所述的加工系统,其中
所述显示装置在所述加工装置加工所述物体的过程中,显示所述第一加工区域信息以及第二加工区域信息的至少一者。
30.根据权利要求14、16、18、20、25或29所述的加工系统,其中
所述显示装置在所述加工装置对所述物体加工结束后,显示所述第一加工区域信息以及第二加工区域信息的至少一者。
31.根据权利要求21以及26至28中任一项所述的加工系统,其中
所述显示装置一同显示表示所述物体的加工前的形状的物体信息、以及所述第一区域信息及第二区域信息。
32.根据权利要求21、26至28以及31中任一项所述的加工系统,其中
所述显示装置一同显示表示所述物体的加工后的形状的物体信息、以及所述第一区域信息及第二区域信息。
33.根据权利要求21、26至28以及31至32中任一项所述的加工系统,其中
所述显示装置一同显示表示所述物体的加工中的形状的物体信息、以及所述第一区域信息及第二区域信息。
34.根据权利要求14、16、18、20、25、29或30所述的加工系统,其中
所述显示装置一同显示表示所述物体的加工前的形状的物体信息、以及所述第一加工区域信息及第二加工区域信息。
35.根据权利要求14、16、18、20、25、29、30或34所述的加工系统,其中
所述显示装置一同显示表示所述物体的加工后的形状的物体信息、以及所述第一加工区域信息及第二加工区域信息。
36.根据权利要求14、16、18、20、25、29、30、34或35中任一项所述的加工系统,其中
所述显示装置一同显示表示所述物体的加工中的形状的物体信息、以及所述第一加工区域信息及第二加工区域信息。
37.根据权利要求13、15、17、19、21至24、26至28以及31至33中任一项所述的加工系统,其中
所述第二区域是与所述第一区域邻接的区域,
所述第二区域的形状信息是不进行所述测量装置对所述第二区域的形状的测量而求出。
38.根据权利要求1至37中任一项所述的加工系统,其中
所述测量装置在所述加工装置开始加工所述物体之后的加工期间的至少一部分,测量所述物体的至少一部分的形状,
所述加工系统包括控制装置,所述控制装置在所述加工期间的至少一部分,基于所述测量装置的测量结果来生成用于加工所述物体的加工控制信息以及用于测量所述物体的测量控制信息。
39.根据权利要求1、3、5、7、8、10、13、15、17、19、21至24、26至28、31至33以及37中任一项所述的加工系统,其中
所述测量装置:i、在所述加工装置开始加工所述物体之前的非加工期间的至少一部分,测量所述第一区域的形状,ii、在所述加工装置开始加工所述物体之后的加工期间的至少一部分,测量作为所述第二区域的至少一部分的第三区域的形状,
所述控制装置:i、在所述非加工期间的至少一部分,使用通过使用所述测量装置来测量所述第一区域而获得的测量结果、与基于所述模型信息而求出的所述第二区域的形状信息,生成用于加工所述物体的加工控制信息以及用于测量所述物体的测量控制信息的至少一者,ii、在所述加工期间的至少一部分,使用通过使用所述测量装置来测量所述第一区域以及第三区域而获得的测量结果、与基于所述模型信息而求出的所述第二区域的形状信息,生成所述加工控制信息以及所述测量控制信息的至少一者。
40.根据权利要求39所述的加工系统,其中
在所述非加工期间中,所述第二区域不含在所述测量装置的可测量范围内,
在所述加工期间中,所述第二区域包含在所述可测量范围内。
41.根据权利要求39或40所述的加工系统,还包括:
位置变更装置,变更所述物体与所述测量装置之间的位置关系,
所述测量装置在所述加工期间的至少一部分所述位置变更装置变更了所述位置关系以使所述第二区域包含在所述测量装置的可测量范围内的情况下,测量所述第二区域的形状。
42.根据权利要求39至41中任一项所述的加工系统,其中
所述控制装置在所述加工期间的至少一部分,所述测量结果所示的所述第二区域的形状与所述模型信息所示的所述第二区域的形状的差异超过容许阈值的情况下,生成所述加工控制信息以及所述测量控制信息的至少一者。
43.根据权利要求42所述的加工系统,其中
所述控制装置在所述加工期间的至少一部分,所述差异未超过所述容许阈值的情况下,不生成所述加工控制信息以及所述测量控制信息的至少一者。
44.根据权利要求1、3、5、7、8、10、13、15、17、19、21至24、26至28、31至33、37以及39至42中任一项所述的加工系统,其中
所述测量装置为第一测量装置,
所述加工系统还包括能够测量所述物体的至少一部分的形状的第二测量装置,
所述第二测量装置的测量精度比所述第一测量装置的测量精度低。
45.根据权利要求44所述的加工系统,其中
所述控制装置使用通过使用所述第一测量装置以及第二测量装置的至少一者来测量所述第一区域而获得的测量结果、与基于所述模型信息而求出的所述第二区域的形状信息,生成用于加工所述物体的加工控制信息以及用于测量所述物体的测量控制信息的至少一者。
46.根据权利要求44或45所述的加工系统,其中
在所述第二测量装置的测量结果所示的所述第一区域的形状与所述模型信息所示的所述第一区域的形状的差异超过容许阈值的情况下,所述第一测量装置测量所述第一区域的三维形状,
所述控制装置使用通过使用所述第一测量装置来测量所述第一区域而获得的测量结果、与基于所述模型信息而求出的所述第二区域的形状信息,生成用于加工所述物体的加工控制信息以及用于测量所述物体的测量控制信息的至少一者。
47.根据权利要求1、3、5、7、8、10、13、15、17、19、21至24、26至28、31至33、37以及39至46中任一项所述的加工系统,其中
所述控制装置使用通过使用所述测量装置来测量所述第一区域而获得的测量结果、与基于所述模型信息而求出的所述第二区域的形状信息,生成用于测量所述物体的第三区域的形状的测量控制信息。
48.根据权利要求47所述的加工系统,还包括:
位置变更装置,变更所述物体与所述测量装置之间的位置关系,
所述位置变更装置在所述测量装置测量了所述第一区域的形状后,基于所述测量控制信息来变更所述位置关系,以使所述第三区域包含在所述测量装置的可测量范围内,
所述测量装置在所述位置变更装置变更了所述位置关系以使所述第三区域包含在所述可测量范围内之后,测量所述第三区域的形状。
49.根据权利要求47或48所述的加工系统,其中
在所述测量装置测量所述第一区域的期间中,所述第三区域不含在所述测量装置的可测量范围内。
50.根据权利要求47至49中任一项所述的加工系统,其中
所述控制装置使用通过使用所述测量装置来测量所述第一区域以及第三区域而获得的测量结果、与基于所述模型信息而求出的所述第二区域的形状信息,生成用于加工所述物体的加工控制信息。
51.根据权利要求1、3、5、7、8、10、13、15、17、19、21至24、26至28、31至33、37以及39至50中任一项所述的加工系统,其中
在所述测量装置的测量结果所示的所述第一区域的形状与所述模型信息所示的所述第一区域的形状的差异超过容许阈值的情况下:i、所述测量装置测量所述物体的第三区域的形状,ii、所述控制装置使用通过使用所述测量装置来测量所述第一区域以及第三区域而获得的测量结果,生成用于加工所述物体的加工控制信息以及用于测量所述物体的测量控制信息的至少一者。
52.根据权利要求51所述的加工系统,其中
所述控制装置使用通过使用所述测量装置来测量所述第一区域以及第三区域而获得的测量结果,另一方面,不使用所述模型信息,而生成所述加工控制信息以及所述测量控制信息的至少一者。
53.根据权利要求1、3、5、7、8、10、13、15、17、19、21至24、26至28、31至33、37以及39至52中任一项所述的加工系统,其中
所述控制装置使用通过使用所述测量装置来测量所述第一区域以及所述物体的第三区域而获得的测量结果、与基于所述模型信息而求出的所述第二区域的形状信息,生成用于加工所述物体的加工控制信息以及用于测量所述物体的测量控制信息的至少一者。
54.根据权利要求51至53中任一项所述的加工系统,其中
所述测量装置测量多个不同的所述第三区域的形状。
55.根据权利要求51至54中任一项所述的加工系统,还包括:
位置变更装置,变更所述物体与所述测量装置之间的位置关系,
所述位置变更装置在所述测量装置测量了所述第一区域的形状之后,变更所述位置关系,以使所述第三区域包含在所述测量装置的可测量范围内,
所述测量装置在所述位置变更装置变更了所述位置关系以使所述第三区域包含在所述可测量范围内之后,测量所述第三区域的形状。
56.根据权利要求51至55中任一项所述的加工系统,其中
在所述测量装置测量所述第一区域的期间中,所述第三区域不含在所述测量装置的可测量范围内。
57.根据权利要求1、3、5、7、8、10、13、15、17、19、21至24、26至28、31至33、37以及39至56中任一项所述的加工系统,其中
所述物体包含第一物体以及具有与所述第一物体相同的形状的第二物体,
在所述测量装置的测量结果所示的所述第一物体的所述第一区域的形状与所述模型信息所示的所述第一区域的形状的差异未超过容许阈值的状况下,所述加工系统对所述第一物体进行了加工后,以与所述第一物体相同的方式加工所述第二物体的情况下:i、所述测量装置不测量所述第二物体的所述第一区域的形状,ii、所述第二物体是使用为了加工所述第一物体而生成的加工控制信息受到加工,和/或,所述第二物体是使用为了测量所述第一物体而生成的测量控制信息受到测量。
58.根据权利要求1、3、5、7、8、10、13、15、17、19、21至24、26至28、31至33、37以及39至57中任一项所述的加工系统,其中
所述物体包含第一物体以及具有与所述第一物体相同的形状的第二物体,
在所述测量装置的测量结果所示的所述第一物体的所述第一区域的形状与所述模型信息所示的所述第一区域的形状的差异未超过容许阈值的状况下,所述加工系统对所述第一物体进行了加工后,以与所述第一物体相同的方式来加工所述第二物体的情况下:i、所述测量装置对分布在比所述第一物体的所述第一区域窄的区域中的所述第二物体的所述第一区域的形状进行测量,ii、所述控制装置使用通过使用所述测量装置来测量所述第二物体的所述第一区域而获得的测量结果,生成用于加工所述第二物体的加工控制信息以及用于测量所述第二物体的测量控制信息的至少一者。
59.根据权利要求10、24、38至43、45至46、51至58中任一项所述的加工系统,其中
所述加工控制信息包含用于变更所述物体与所述加工装置的位置关系的信息。
60.根据权利要求38至43、45至58中任一项所述的加工系统,其中
所述测量控制信息包含用于变更所述物体与所述测量装置的位置关系的信息。
61.根据权利要求1至60中任一项所述的加工系统,其中
所述加工装置通过对所述物体照射加工光来加工所述物体。
62.根据权利要求1至61中任一项所述的加工系统,其中
所述加工装置对所述物体进行去除加工或增材加工。
63.根据权利要求1至62中任一项所述的加工系统,其中
所述加工装置对所述物体进行机械加工。
64.一种加工系统,包括:
加工装置,能够对物体进行加工;
测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及
显示装置,显示与所述物体相关的信息,
所述显示装置基于所述测量装置的结果与表示所述物体的模型的模型信息来显示与所述物体相关的信息。
65.一种加工系统,包括:
加工装置,能够对物体进行加工;
测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及
控制装置,控制所述加工装置,
所述测量装置基于通过测量所述物体的表面的第一区域而获得的测量结果、与表示所述物体的表面的第二区域的形状的模型信息,来测量所述物体的表面的第二区域,
所述控制装置至少基于所述第二区域的测量结果来控制所述加工装置。
66.一种加工系统,包括:
加工装置,能够对物体进行加工;
第一测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;
第二测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及
控制装置,控制所述加工装置,
所述第二测量装置基于通过借助所述第一测量装置来测量所述物体的表面的第一区域而获得的第一测量结果、与表示所述物体的表面的第二区域的形状的模型信息,来测量所述物体的表面的第二区域,
所述控制装置至少基于所述第二区域的测量结果来控制所述加工装置。
67.一种显示装置,能够显示与通过加工系统来加工的物体相关的信息,所述加工系统包括:加工装置,能够对所述物体进行加工;测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状;以及控制装置,基于使用所述测量装置来测量所述物体的表面的第一区域而获得的测量结果、及表示所述物体的表面的第二区域的形状的模型信息来控制所述加工装置,其中
所述显示装置显示表示所述物体的形状的物体信息、与所述第一区域相关的第一区域信息、以及与所述第二区域相关的第二区域信息。
68.一种显示装置,能够显示与通过加工系统来加工的物体相关的信息,所述加工系统包括:加工装置,能够对物体进行加工;以及测量装置,能够测量所述物体的至少一部分的形状,其中
所述显示装置显示表示所述物体的形状的物体信息、与使用所述测量装置得出的测量结果进行了加工的第一加工区域相关的第一加工区域信息、以及与使用表示所述物体的模型的模型信息中的至少一部分信息进行了加工的第二加工区域相关的第二加工区域信息。
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